197/08 - cdn.rohde-schwarz.com · eint zwei Geräte in einem: ... Diese zukunftssichere SDR-Technologie (Software Defined Radio) ... denen I/Q-Daten über mehrere Minuten oder sogar

Kryptogerät mit einer der sichersten heute verfügbaren Sprachverschlüsselungen für Mobiltelefone

Schnellster und genauester Mittelklasse-Signalanalysator mit 40 MHz Analysebandbreite

Für kleine Budgets: Störmess-empfänger und zugleich vollwer-tiger Spektrumanalysator

Präziser Funkpeiler mit umfangreichen Mess- und Analysefunktionen

Garantiert verschwiegen:

ALLGEMEINE MESSTECHNIK EMV / fELdSTärKE fUNKÜBErWACHUNG / -OrTUNG

NEUES197/08

ImpressumHerausgeber: Rohde&Schwarz GmbH&Co. KG Mühldorfstraße 15 · 81671 München Postfach 801469 · 81614 München Support-Center: Tel. (018 05)12 42 42 E-Mail: [email protected] Fax (089) 4129-137 77 Redaktion und Layout: Ludwig Drexl, Redaktion – Technik (München) Fotos: Rohde&Schwarz Printed in Germany 48. Jahrgang; Auflage 80000 (deutsch, englisch, französisch, spanisch und chinesisch) Erscheinungsweise: ca. viermal pro Jahr ISSN 0548-3093 Bezug kostenlos über die Rohde&Schwarz-Vertretungen Nachdruck mit Quellen angabe und gegen Beleg gern gestattet. PD 5214.0682.71

R&S® ist eingetragenes Warenzeichen der Rohde&Schwarz GmbH&Co. KG. Eigen-namen sind Warenzeichen der jeweiligen Eigentümer. CDMA2000® ist eingetragenes Warenzeichen der Telecommunications Industry Association (TIA USA). Die Bluetooth®-Wortmarke und -Logos sind Eigentum von Bluetooth SIG, Inc., und ihre Verwendung ist für Rohde&Schwarz lizenziert.

TitelthemaRohde&Schwarz gehört zu den welt-weit führenden Anbietern von Hoch-sicherheits-Kryptografie-Lösungen. Die kryptografischen Verfahren der Produkt-familie TopSec entsprechen höchsten Sicherheitsanforderungen und haben sich in allen Einsatzfällen zur vertrau-

lichen Kommunikation bewährt. Dies gilt sowohl für sichere Video-, Daten- und Fax-Kommunikation als auch für sichere Sprachkommunikation. Das neue TopSec Mobile, das flexibelste und kompakteste heute zur Verfügung ste-hende Sprachverschlüsselungsgerät für die Mobilkommunikation, kann über eine Bluetooth®-Schnittstelle mit han-delsüblichen Mobiltelefonen verbunden werden und ermöglicht so eine weltweit verfügbare, abhörsichere Kommunika-tion (Seite 56).

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Versorgungs-MesssystemeMobilfunk-Scanner mit zwei Empfangs-zügen und digitaler I/Q-Datenschnitt-stelle .....................................................6

Erste umfassende Drive-Test-Lösung für WiMAX-Mobilfunknetze ..................9

MesszellenFrühzeitiges Verifizieren der Luftschnitt stelle von Mobil funk-Endgeräten ........................................ 12

FunkmessplätzeVielseitige und präzise Signale für die Fertigung mobiler Endgeräte ....... 15

WIrELESS-TECHNOLOGIEN EMV / fELdSTärKEALLGEMEINE MESSTECHNIKReferenzAuf modernstem Stand: EMV-Testzentrum der Bundeswehr ... 34

MessempfängerKostengünstiger EMV-Messempfänger für das Entwicklungslabor ................. 40

SignalanalysatorenSchnellster und genauester Mittelklasse-Signalanalysator ............ 18

Der Universal Radio Network Analyzer

¸TSMW ist ein Hochleistungs-Mobilfunk-

Scanner zum Optimieren aller gängigen Mobil-

funknetze (S. 6).

In nahezu allen Eigenschaften ist der Signal-

analysator R&S®FSV etablierten Geräten sei-

ner Klasse überlegen und bietet als einziger

Analyse bandbreiten bis 40 MHz – und einen

Touchscreen (S. 18).

Der neue EMV-Messempfänger R&S®ESL ver-

eint zwei Geräte in einem: Er misst EMV-Stö-

rungen nach dem neuesten Stand der Normung

und ist zudem ein vollwertiger Spektrumanaly-

sator für vielfältige Laboranwendungen – das

ideale Gerät für kleine Budgets (S. 40).

SignalgeneratorenNeue Funktionen für den Mikrowellen-Signalgenerator ¸SMF100A ....... 24

TestsystemeSchalt- und Steuerplattform R&S®OSP: vielseitiger durch neue Erweite- rungen ............................................... 27

AudioanalysatorenSchnitt stellenkarte für modernste Daten formate zum Audioanalysator ¸UPV ................ 30

Inhalt

rUNdfUNK

fUNKÜBErWACHUNG / -OrTUNG

SICHErE KOMMUNIKATION WEITErE rUBrIKENSignalgeneratorenDigitaler Video-Signalgenerator für den Test moderner Anzeigegeräte ............ 46

FernsehsenderPrompt am Markt: Fernsehsender für den brasilianischen Standard ISDB-TB ............................... 50

HörfunksenderKleinleistungssender ¸SLA8000 – das Energiebündel für DAB / T-DMB .. 53

Eine der sichersten verfügbaren Sprach verschlüsselungen für Mobiltelefone .................................... 56

PeilerDigitaler Funkpeiler DDF®255 mit Mess- und Analysefunktionen .......... 64

Der kompakte Kleinleistungssender

¸SLA8000 ist ideal für die Optimierung von

DAB- und T-DMB-Netzen (S. 53).

Der Clou am digitalen Funkpeiler DDF®255:

Er ist ein präziser Funkpeiler nach dem Prin-

zip des korrelativen Interferometers, der auch

über umfangreiche leistungsfähige Mess- und

Analyse funktionen verfügt (S. 64).

Der digitale Video-Signalgenerator R&S®DVSG

bietet die derzeit größte Vielfalt an Schnittstellen

und Testsignalen in nur einem Gerät. Er gene-

riert sowohl analoge als auch digitale Video- und

Audiosignale und enthält einen MPEG-2-Trans-

portstrom-Recorder und -Player (S. 46).

Impressum ...........................................2

Kurznachrichten ................................. 71

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Mobilfunk-Scanner mit zwei Empfangs-zügen und digitaler I/Q-datenschnittstelleder neue Universal radio Network Analyzer ¸TSMW ist ein Hochleistungs-Mobilfunk-Scanner zum Opti-

mieren aller gängigen Mobilfunknetze. Er wurde speziell für Einsätze entwickelt, bei denen digitale Basis-

banddaten schnell erfasst und analysiert werden müssen. Seine beiden hochempfindlichen Empfangszüge

für beliebige Eingangsfrequenzen zwischen 30 MHz und 6 GHz sind Garant für höchste Leistungsfähigkeit.

WIrELESS-TECHNOLOGIEN | Versorgungs-Messsysteme

Kompakte, zukunftssichere Plattform für mobile Basisbandmessungen

Der neue Universal Radio Network Analyzer R&S®TSMW (BILD 1) ist eine vielseitig und leistungsfähige Plattform zum Messen digitaler Basisbanddaten über die Luftschnittstelle im mobilen Einsatz. Neben der Anwendung als Mobilfunk-Scanner, gemeinsam mit der Mess-Software ̧ ROMES, kann der ̧ TSMW mit einer leistungsfähigen digitalen I/Q-Datenschnittstelle zum direkten Messen von Basisband-daten ausgestattet werden (Option R&S®TSMW-K1). Damit eröffnet sich ein ganzes Spektrum an anwenderspezifischen Einsatzmöglichkeiten in der Messtechnik.

Angesteuert wird der Scanner via Gigabit-Ethernet von einem Host-PC mit Windows XP®. Die digitale I/Q-Datenschnitt-stelle ist als universelle und leistungsfähige Software-Schnitt-stelle durch eine C++-DLL realisiert. Einfache Funktionen ermöglichen beispielsweise das Starten parametrisierter Mes-sungen oder das Abholen von Messdaten in verschiedenen Formaten. Zusätzlich beinhaltet die Option auch ein gleich-wertiges MATLAB™-Interface. Damit eröffnen sich fast unbe-grenzte Möglichkeiten zum Analysieren der gemessenen Basisbanddaten oder auch zum schnellen und einfachen Ent-wickeln von Signalverarbeitungs algorithmen, die dann ohne nennenswerten Aufwand zum Erzielen höherer Performance nach C++ portiert werden können. Ein anderes Anwendungs-gebiet sind Messungen zum Kalibrieren von Tools für die Funknetzplanung.

Kern des R&S®TSMW ist ein FPGA-Board, das über eine Com-pact-Flash-Karte konfiguriert wird. Diese zukunftssichere SDR-Technologie (Software Defined Radio) ermöglicht eine Vielzahl von Anwendungen und sichert dieser vielseitigen Plattform die Basis für Weiterentwicklungen.

Zwei unabhängige Empfängerkanäle mit je 20 MHz Bandbreite

Auf der HF-Seite ist der R&S®TSMW mit zwei hochempfind-liche Empfangszügen mit jeweils 20 MHz Bandbreite und einer Vorselektion ausgestattet. Damit sind sowohl unabhän-gige Messungen auf verschiedenen Mittenfrequenzen als auch synchronisierte Messungen auf der gleichen Mittenfre-quenz möglich. Die integrierte Vorselektion bietet ausreichend Schutz vor Intermodulationsprodukten und gewährleistet mit Vorverstärker und Eichleitung einen weiten Eingangspegelbe-reich. So erreicht der R&S®TSMW beispielsweise bei 3,5 GHz Mittenfrequenz in der höchsten Empfindlichkeitsstufe eine Rauschzahl von typ. 7 dB, kann aber auch bei sehr hohen Ein-gangspegeln arbeiten.

Zeit- und frequenzsynchrone Messungen auch aus MATLAB™

Die Stärken des R&S®TSMW liegen nicht nur in seiner ausge-zeichneten HF-Performance, sondern auch in der Vielseitig-keit, mit der die Messungen ausgeführt, getriggert und gefil-tert werden können. Neben der Möglichkeit, die Empfänger intern über den eingebauten GPS-Empfänger bzw. extern fre-quenzsynchron zu einer 10-MHz-Quelle zu betreiben, kann er auch zeitsynchrone Messungen durchführen. Über interne I/Q-Takt-Zähler werden die gemessenen Basisbanddaten mit einem Zeitstempel versehen. Ist ein periodisch auftretendes Signal wie beispielsweise ein WiMAX-Downlink-Burst ein-mal erfasst und der Startzeitpunkt des Bursts sowie die Perio-dendauer ermittelt, kann einer der nächsten Downlink-Bursts taktgenau erfasst werden, indem man einfach eine Messung an dessen Startzeitpunkt auslöst. Solche Messungen sind selbst aus einer sonst kaum echtzeitfähigen Umgebung wie

BILD 1 Der ¸TSMW ist ein SDR-basierter Hochleistungs-

Mobilfunk-Scanner zum Optimieren aller gängigen Mobilfunknetze.

Eine Übersichtstabelle mit den verschiedenen Mobilfunk-Scannern von Rohde&Schwarz befindet sich auf Seite 9. Dort wird auch in einem weiteren Artikel eine komplette Testlösung für WiMAX vorgestellt: der ¸TSMW zusam-men mit der Software ¸ROMES.

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MATLAB™ möglich. Falls für den Start einer Messung auf dem steuernden Host-PC keine exakte Zeitinformation vor-handen ist und stattdessen ein Triggerimpuls am Trigger-Ein-gang des R&S®TSMW anliegt, kann dieser Impuls direkt aus MATLAB™ oder über die entsprechende C++-Funktion eine Messung anstoßen.

Große Streaming-Bandbreite durch Gigabit-Ethernet und Datenkompression

Zum Minimieren der Übertragungsraten und um auch mit einem Notebook hohe Messraten zu erzielen, sind die Mess-daten vor der Übertragung zum Host-PC in Blöcke von wahl-weise 2 × 8 / 12 / 16 / 20 bit pro komplexem I/Q-Abtastwert komprimierbar. Damit sind Messungen alternativ für maxima-len Dynamikbereich oder für maximale Messrate konfigurier-bar. Letzteres ist besonders für Anwendungen wichtig, bei denen I/Q-Daten über mehrere Minuten oder sogar Stunden aufgezeichnet werden müssen. Bei einer Abtastrate von bei-spielsweise 5 Msamples/s und 2 × 8 bit pro Abtastwert fal-len somit nur etwa 80 Mbit/s an Messdaten an, ein Wert, den eine Gigabit-Ethernet-Schnittstelle noch gut bewältigen kann.

GPS-Empfänger mit hoher Empfindlichkeit

Im R&S®TSMW ist ein hochempfindlicher GSP-Empfänger eingebaut, der ebenfalls einfach über die C++-Schnittstelle oder über MATLAB™ angesprochen werden kann. Außer zur Bestimmung der Position sind die gewonnenen GPS-Informa-tionen auch zur Frequenz- und Zeitsynchronisation einsetz-bar. Die natürliche Abweichung der lokalen Oszillatoren in den Empfängern des R&S®TSMW von denen in den Mobilfunk-sendern lässt sich damit deutlich reduzieren und vereinfacht und beschleunigt die Synchronisation mit dem Mobilfunknetz.

Kompakte Bauform und flexible Stromversorgung

Trotz der Vielfältigkeit des R&S®TSMW ist es gelungen, das Gerät für mobile Anwendungen kompakt zu gestalten. Der große Eingangsspannungsbereich von 9 V bis 18 V DC erlaubt den Betrieb in Fahrzeugen. Für Batteriebetrieb lässt sich die Gesamtleistungsaufnahme von ca. 70 W deutlich senken: ein optionaler Betriebsmodus aktiviert nur einen der Empfängerzüge.

Dr. Markus Herdin

BILD 2 Beispiel-Applikation in MATLAB™ für die I/Q-Datenschnittstelle zum ̧ TSMW: Messung eines 10-MHz-WiMAX-Signals bei einer Abtast-

rate von 11,2 Msamples/s mit Empfänger 1 sowie eines GSM-Signals bei 1,0833 Msamples/s mit Empfänger 2 (jeweils mit entsprechender Filterung und

Abtastratenreduktion).


Erste umfassende drive-Test-Lösung für WiMAX-Mobilfunknetzedie ausgefeilte Mess-Software r&S®rOMES ist in allen Mobilfunkstandards zu Hause und kann die Mess-

daten verschiedenster Sensoren, z.B. von Mobilfunk-Scannern, Test-Mobiltelefonen, datenkarten und GPS-

Empfängern aufnehmen, zusammenführen und auswerten. Zusammen mit dem Universal radio Network

Analyzer ̧ TSMW ist das die erste umfassende Testlösung für den Standard WiMAX auf dem Markt.

Vielseitige Software-Plattform ¸ROMES

Die Mess-Software R&S®ROMES kann mit entsprechenden Sensoren, z.B. mit WiMAX-Trace-Datenkarten, Netzparameter anzeigen, speichern und auswerten. Sie eröffnet dem Anwen-der Einblick in den PHY-Layer mit wichtigen Informationen wie RSSI, CINR und der Sendeleistung. Darüber hinaus kön-nen Messdaten von bis zu acht Nachbarzellen miteinander verglichen werden. Somit lässt sich überprüfen, ob tatsäch-lich immer die Basisstation mit der höchsten Empfangsqua-lität verwendet wird. Bei einem fehlerhaften Zellen-Handover kann es zu einem Verbindungsabbruch kommen. Hier hilft der Layer-3-Decoder der Software, der sowohl Einblick in die MAC- als auch in die IP-Ebene gewährt. Das integrierte Fil-ter hilft, schnell bestimmte Protokollnachrichten zu finden oder z.B. uninteressante Nachrichten auszublenden. Zusam-men mit der Coupled-Focus-Funktion in R&S®ROMES können so beliebige Punkte in einer Messfahrt ausgewählt und alle Messergebnisse mit identischem Zeitstempel visualisiert wer-den. Die Kartendarstellung ermöglicht komfortabel das Selek-tieren von beispielsweise Messgebieten mit geringer Versor-gung. Die Karte präsentiert alle gemessenen Parameter in unterschiedlichen Schichten. Somit ist die (begrenzte) Sicht eines Mobiltelefons oder einer Datenkarte mit der (umfas-senden) Sicht des Scanners bequem vergleichbar, was Rück-schlüsse auf Anwenderprobleme im Netz zulässt.

Auf die QoS kommt es an

R&S®ROMES kann über die physikalischen Parameter hin-aus auch die Netzqualität und die Performance messen. Die Option Data Quality Analyzer (DQA) erzeugt mittels einer Job-liste Datenverkehr (FTP, HTTP, PING, UDP, E-Mail) und ermit-telt Parameter wie die effektive Datentransferrate, die Round Trip Time (RTT) oder die Setup Connection Time. Diese Para-meter werden in sog. KPIs (Key Performance Indicator) zusammengefasst, das Messergebnis also auf das Wich-tigste reduziert. Der DQA misst darüber hinaus den effektiven Datendurchsatz auf Anwendungsebene. Ist dieser geringer als erwartet, deutet das auf eventuellen Optimierungsbedarf hin. Mögliche Ursachen können zum Beispiel ein schlechtes CINR, ein niederwertiges Modulationsverfahren (QPSK statt 64QAM, trotz hohem CINR) oder ein Konfigurationsproblem in der betreffenden Basisstation sein. Mit Hilfe der zahlreichen Views der Mess-Software R&S®ROMES lassen sich alle diese Möglichkeiten optimal überprüfen.

¸TSML-x ¸TSMU ¸TSMQ ¸TSMW

frequenzbereich 80 MHz bis 3 GHz 80 MHz bis 6 GHz (¸TSML-CW)

80 MHz bis 3 GHz 80 MHz bis 3 GHz 30 MHz bis 6 GHz

Standard GSM, WCdMA, CdMA2000®, EVdO, CW, Spektrum

GSM, WCdMA, CdMA2000®, EVdO, CW, Spektrum

GSM, WCdMA, CdMA2000®, EVdO, CW, Spektrum

WiMAX, digitale I/Q-datenschnittstelle

Eigenschaften Jeweils ein Standard Alle Standards, jeweils einer

Alle Standards gleichzeitig (Ausnahme CW)

Alle Standards gleichzeitig

Die verschiede-nen Mobilfunk-Scanner von Rohde&Schwarz im Vergleich

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Detektieren, was Mobiltelefone nicht „sehen“

Ein besonders leistungsfähiges Duo für WiMAX-Messun-gen ist die Mess-Software R&S®ROMES zusammen mit dem Mobile Radio Network Analyzer R&S®TSMW (siehe auch Seite 6). Die WiMAX-Scanner-Option R&S®TSMW-K28 ermög-licht die detaillierte Analyse dessen, was tatsächlich auf der Luftschnittstelle passiert. Während ein Mobiltelefon Nach-barschaftsinformationen normalerweise nur aus den Broad-cast-Kanälen der aktiven Basisstation erfährt, gibt es diese Beschränkung für den Scanner nicht. Er detektiert jedes tat-sächlich vorhandene WiMAX-Signal mit einer Empfindlich-keit, die deutlich unter dem Rauschpegel liegt. Damit lässt sich nicht nur die Nachbarschaftsinformation überprüfen, er identifiziert auch als Störer wirkende Signale von entfernten Basisstationen. Die Bandbreite von 20 MHz der beiden Emp-fangszüge im R&S®TSMW bieten die Möglichkeit, mit allen gängigen WiMAX-Bandbreiten zu arbeiten.

Der Scanner detektiert neben den Grundparametern wie FFT-Größe, Cyclic-Prefix-Länge und Frame-Rate auch die Pream-ble ID und die ID Cell sowie die verwendeten Segmente im WiMAX-Signal und berechnet gleichzeitig RSSI und CINR, basierend auf der Preamble. Damit erhält man auf komfor-table Weise einen Überblick über die tatsächliche Situation auf der Luftschnittstelle. Fehlkonfigurationen im Netz, bei-spielsweise doppelt verwendete Preamble-IDs auf der selben Mittenfrequenz in benachbarten Zellen, unterschiedliche Cyc-lic-Prefix-Längen oder unerwartet schlechte CINR-Werte trotz hohen RSSI, werden damit sofort erkannt.

BILD 1 Auswerten von WiMAX-Datenkarten mit der Mess-Software ¸ROMES. Rechts oben MAC- und IP-Nachrichten, rechts unten WiMAX-Para-

meter-Übersicht und WiMAX-Scanner-Daten (links unten). Der Aufzeichnung der Route wird für die Zuordnung der Messwerte genutzt.


Hohe Empfindlichkeit bei großer Störfestigkeit

Empfindlichkeit, Messdynamik und Scangeschwindigkeit sind die Schlüsselparameter eines Mobilfunkscanners – Dis-ziplinen, in denen der ̧ TSMW hervorragend abschnei-det. Durch eine Rauschzahl von typ. 7 dB bei beispielsweise 3,5 GHz ist für hohe Empfindlichkeit gesorgt. Dabei muss aber nicht auf hohe Störfestigkeit verzichtet werden. Die integrierte Vorselektion dämpft Störer außerhalb des Emp-fangsbandes ausreichend und schützt vor ungewollten Intermodulationsprodukten.

Um eine hohe Scangeschwindigkeit zu erreichen, wurde der R&S®TSMW mit zwei leistungsfähigen Empfängern ausge-stattet. Dadurch ist gleichzeitiges Scannen und Demodu-lieren auf verschiedenen Mittenfrequenzen möglich. Durch die geringe Umschaltzeit von <5 ms zwischen verschiede-nen Mittenfrequenzen ist sogar das quasi-parallele Empfan-gen auf beliebig vielen Trägern im gesamten Frequenzbereich von 30 MHz bis 6 GHz möglich. Das sehr gute Phasenrau-schen der Empfangszüge im R&S®TSMW, gepaart mit ausge-reifter Signalverarbeitung, sorgen dabei für eine konkurrenz-lose Messdynamik.

Eine Plattform für alle Technologien

Die WiMAX-Scanner-Option R&S®TSMW-K28 ist der erste für den R&S®TSMW verfügbare Mobilfunkstandard. Grundsätz-lich ist der universeller Mobilfunkscanner für alle gängigen Standards konzipiert und kann jeden mit einer Bandbreite bis 20 MHz unterstützen. Dafür ist keine neue Hardware-Konfi-guration nötig, denn dank seiner SDR-Architektur lassen sich aktuelle und künftige Standards wie z.B. LTE einfach per Soft-ware-Option auf dem Gerät installieren – Zukunftssicherheit ist also garantiert. Dabei ermöglicht der R&S®TSMW durch seine Multiplex-Fähigkeit auch das gleichzeitige Messen von zwei oder mehr Standards ohne wesentlichen Performance-verlust. Einen kleinen aber feinen Vorteil bietet hier auch der integrierte GPS-Empfänger, der sowohl für die Synchroni-sation über PPS als auch für die Positionsbestimmung der Basisstationen verwendet werden kann.

Rohde&Schwarz bietet mit dem Universal Radio Network Analyzer R&S®TSMW und der universellen Software-Plattform R&S®ROMES für Drive Tests somit als erster eine umfassende Lösung aus einem Guss für den Standard WiMAX an.

Dr. Markus Herdin; Stefan Schindler

Wann wird ein Testmobiltelefon eingesetzt?Wenn der Zugriff auf Messdaten über das Trace-Interface JausreichtBei verbindungsbezogenen Messungen: J– Datendurchsatzmessungen – Verbindungsqualität – Soft- und Hard-Handover – Sprachqualität – Videoqualität – Detektion von Gesprächsabbrüchen – IP-ProtokollanalyseEnde-zu-Ende-Test aus Kundensicht J

Vorteile von ScannernHöhere Messgeschwindigkeit JHohe Messdynamik und Messempfindlichkeit JUnabhängigkeit vom Mobilfunknetz JKann fehlende oder falsche Nachbarschaftseinträge aufspüren JEinsatzbar für mehrere Anwendungen und mehrere JMobilfunknetzeMessreferenz, da unabhängig von Chipsätzen JZukunftssicher, da einfach per Software-Optionen erweiterbar JBelegt keine Netzressourcen JKeine Betriebskosten, da keine SIM-Karte erforderlich J

Rückseite des Universal Radio Network Analyzers ¸TSMW.

Die wichtigsten AbkürzungenCINR Carrier-to-Interference plus Noise RatioMAC Medium Access ControlRSSI Receiver Signal Strenght IndicatorQOS Quality Of ServiceUDP User Datagram Protocol

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frühzeitiges Verifizieren der Luftschnitt-stelle von Mobil funk-Endgerätendie kompakte Testkammer ¸r-Line bietet Mobilfunk-Herstellern die Möglichkeit, die gestrahlten

Hf-Eigenschaften von Endgeräten schon zu einem frühen Zeitpunkt der Entwicklung zuverlässig zu charak-

terisieren – und damit unangenehme Überraschungen bei den Zertifizierungsmessungen auszuschließen.

Kleine Absorberkammer für das Labor

Bei der Entwicklung von Mobilfunk-Endgeräten muss für die HF-Eigenschaften ein Optimum zwischen Reduzierung der Störstrahlung (RSE), geringer Spezifischer Absorptionsrate (SAR) und hochwertiger Antennencharakteristik (OTA) gefun-den werden. Jeder Abgleich einer dieser Größen wirkt sich auch auf die anderen aus. Die exakte, reproduzierbare Mes-sung von RSE und OTA belegt bisher wertvolle Messzeit in einer Absorberhalle.

Mit der neuen Testkammer ¸R-Line (BILD 1) sind bereits während der Entwicklung effizient RSE- und OTA-Messungen durchführbar, ohne dass eine große Absorberhalle erforder-lich ist. Die Testkammer passt ins Labor und erfordert keine besondere Infrastruktur oder bauliche Maßnahmen. Da sie auf Rollen steht, kann sie auch leicht an unterschiedlichen Orten zum Einsatz kommen. Mit den Abmessungen 1690 mm × 1560 mm × 2130 mm (B × T × H) ist die Kammer auf kom-pakte Maße optimiert, ohne in den Leistungsmerkmalen unvertretbare Kompromisse einzugehen.

Messungen in einer Kammer bringen im Vergleich zu Mes-sungen in einer Absorberhalle nur dann den gewünschten Nutzen hinsichtlich eingesparter Zeit, wenn die Ergebnisse ohne Weiteres mit denen in einer Halle vergleichbar sind. Nur so ist sichergestellt, dass es sich bei den Messungen wäh-rend der Entwicklung nicht nur um Schätzungen handelt, die keine Voraussagen über die Messergebnisse in einer Halle erlauben. Gerade die gute Vergleichbarkeit ist einer der gro-ßen Vorteile der ̧ R-Line – und eine Voraussetzung dafür, dass ein Prüfling später erfolgreich zertifiziert werden kann, wenn er die Messungen in der Testkammer bestanden hat.

Neben einer sorgfältig ausgewählten Absorberausstattung verfügt die ¸R-Line über eine doppelt polarisierte Mess-antenne für den Frequenzbereich 0,8 GHz bis 18 GHz, eine zirkular polarisierte Kommunikationsantenne bis 6 GHz sowie über einen Drehtisch mit zwei Achsen für die Positionierung des Prüflings in beliebige Orientierungen. Durch die beson-dere Gestaltung des Drehtischs aus HF-transparentem Mate-rial sind die Auswirkungen auf die Gleichförmigkeit des Felds

minimal. Besonders kritisch ist hier die Zone direkt um den Prüfling, da bereits Kunststoffe mit einer Dielektrizitätskons-tante >1,5 deutliche Feldverzerrungen und damit Messunsi-cherheiten zur Folge haben. Deshalb wurde die ̧ R-Line in diesem Bereich besonders auf niedrige Beeinflussung bei ausreichender Stabilität optimiert. Dies gilt sowohl für die Prüflingsaufnahme wie auch für die Lagerung und den Antrieb des Drehtellers (BILD 3). Durch die fernbediente Betä-tigung der Motoren ist nicht nur eine genaue Positionierung möglich, sondern es können auch automatisierte Messun-gen durchgeführt und der Messaufwand entsprechend gering gehalten werden.

BILD 1 Die Testkammer R&S®R-Line lässt sich dank ihrer geringen

Abmessungen und der Gleitrollen ohne großen Aufwand an unterschiedli-

chen Orten einsetzen.

WIrELESS-TECHNOLOGIEN | Messzellen

Nachweislich gute HF-Eigenschaften

Für den Nachweis der guten HF-Eigenschaften der Kam-mer wurden zunächst Messungen der Feldverteilung vor-genommen. An Stelle des Prüflings wurde ein Referenz-dipol am Messtisch angebracht und mit Signalen aus dem Tracking-Generator eines Spektrumanalysators versorgt. Die Messantenne erfasste das erzeugte Feld in der passenden Polarisation. Die Wiederholung dieser Messungen an ver-schiedenen Positionen in der Kammer ergibt eine Aussage über die Gleichmäßigkeit der Feldausbreitung.

BILD 2 zeigt ein Beispiel solch einer Messung. Die Refe-renzantenne wurde jeweils an fünf Positionen platziert: in der Mitte des Prüflingsbereichs sowie an vier Punkten eines waagrechten Quadrats von 20 cm Kantenlänge um diesen Punkt herum. Der mit der Messantenne gemessene Übertra-gungsverlust wurde ermittelt. Die Grafik stellt bei jeder Fre-quenz die Abweichung vom jeweiligen Mittelwert dar (Linien in verschiedenen Farben unten, linke Skala). Der Mittelwert (blaue Linie oben, rechte Skala) ergibt sich als die Mitte zwi-schen maximalem und minimalem Übertragungsverlust und zeigt auch das Frequenzverhalten der Referenzantennen (0,8 GHz bis 2,5 GHz und 2,5 GHz bis 18 GHz), da keine Kor-rekturen an den Antennenfaktoren vorgenommen wurden.

Störstrahlungsmessungen

Die Messung der Störstrahlung des Prüflings erfordert eine Untersuchung bei hoher Empfindlichkeit. Da gleichzeitig eine Kommunikation mit dem Funkmessplatz (Base Station Emu-lator BSE) stattfindet, muss der Uplink, also das Signal in Richtung BSE, hinreichend gut unterdrückt werden, um den Empfang der schwachen Störsignale zu ermöglichen. Dazu werden Filter verwendet, die genau die Frequenzen des Uplinks unterdrücken. Nachdem die Prüflinge in der Regel verschiedene Mobilfunkbänder unterstützen, ist für jedes dieser Bänder ein eigenes Filter erforderlich, das über eine Schaltmatrix in den Pfad zwischen Antenne und Vorverstär-ker geschaltet wird. Das RSE Test System ¸TS8996 von Rohde&Schwarz enthält alle für diese Messungen benötigten Komponenten und ist deshalb komfortabel mit der Testkam-mer ¸R-Line einsetzbar.

RSE-Messungen prüfen, ob und in welcher Richtung ein Prüfling eine Störstrahlung erzeugt, die über dem zulässi-gen Grenzwert liegt. Er muss deshalb in die verschiedens-ten Positionen gedreht werden, um von allen Seiten unter-sucht werden zu können. Zur Erleichterung dieser Messung ist eine automatische Positionierung wünschenswert. In der ¸R-Line ist dafür ein doppelachsiger Drehtisch

BILD 2 Feldverteilung in der ̧ R-Line. Das Messbeispiel zeigt, wie gleichmäßig das elektromagnetische Feld an fünf Positionen in einer Ebene ist.

10

8

6

4

2

0

– 2

– 4

0

Abw

eich

ung

vom

Mitt

elw

ert i

n dB

– 20

– 30

– 40

– 50

– 60

– 70

– 80

– 90

Frequenz in GHz

2 4 6 8 10 12 14 16 18

Mitt

elw

ert i

n dB

Position A Position B

Position C Position D

Position E Mittelwert

Beispiel für die Feldverteilung in der Testkammer ¸R-Line

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eingebaut (BILD 3). Ein Riemenantrieb bewegt in der Mitte einer Trageplatte einen Drehteller, auf dem der Prüfling befes-tigt werden kann. Die komplette Trageplatte wird über die Hauptachse in der zweiten Orientierung gedreht.

Die Normen zum Prüfen der RSE sehen Messungen in einer Vollabsorberhalle vor. Solche Hallen sind vielerorts in den Prüflabors der Qualitätssicherung in Verwendung. Für den Einsatz in der Entwicklung erfordern sie jedoch nicht nur hohe Investitionen, sondern auch zu viel Platz. Einfache Lösungen dagegen, z.B. GTEM-Zellen im Mikrowellenbereich, weisen nur eine geringe Messgenauigkeit und Reproduzier-barkeit auf und erlauben deshalb keine zuverlässige Korre-lation zu den normgemäßen Messungen in einer Absorber-halle. Die ¸R-Line zeigt hier überzeugende Qualität: Durch die sorgfältige Wahl der Absorberausstattung weist sie HF-Eigenschaften auf, die hinter denen einer Absorberhalle nicht zurückstehen. Damit können diese Messungen auch in der kompakten Testkammer im Labor gemacht werden und erlau-ben frühzeitige Verbesserungen während der Entwicklung von Endgeräten.

Messung der Performance

Auch OTA-Messungen werden üblicherweise in Vollabsorber-hallen durchgeführt. Zum Nachweis der Halleneignung dient die Messung der „quiet zone“ um den Prüflingsort herum. Wie die guten Eigenschaften der Testkammer in BILD 2 zei-gen, lässt sich die R&S®R-Line auch für OTA-Messungen mit dem Testsystem ̧ TS8991 einsetzen. Bei diesen Mes-sungen werden sowohl die gesendete Leistung wie auch die Empfangsempfindlichkeit dreidimensional aufgenommen und daraus die entsprechenden Kennzahlen TRP (Total Radiated Power) und TIS (Total Isotropic Sensitivity) abgeleitet [*].

Fazit

Mit der ¸R-Line steht eine kompakte Testkammer zur Ver-fügung, deren Messergebnisse während der Entwicklung eines Mobilfunk-Endgeräts direkt in dessen Design zurück-fließen und die somit eine deutliche Zeitersparnis im Entwick-lungsprozess bringt. Sie findet leicht im Laborbereich Platz und ist dank ihrer Gleitrollen schnell an unterschiedlichen Orten aufgestellt.

Dr. Christoph von Gagern; Jürgen Kausche

BILD 3 Drehtisch mit zwei Achsen in der Testkammer ¸R-Line.

LiteraturOTA Test System * ¸TS8991: Erstes zertifiziertes Testsystem für OTA-Messungen an WLAN-Endgeräten. Neues von Rohde&Schwarz (2007) Nr. 192, S. 12–15.


Vielseitige und präzise Signale für die fertigung mobiler Endgeräteder Wideband radio Communication Tester ¸CMW500 erzeugt komplexe Signale höchster Präzision,

Schnelligkeit und flexibilität – Eigenschaften, die in der Produktion mobiler Endgeräte beim Kalibrieren und

bei der Qualitätsprüfung von Empfangsteilen von größter Bedeutung sind.

Der Spezialist für die Produktion

Die moderne Produktion mobiler Endgeräte erfordert viel-seitige und genaue Signale. Dafür ist der Wideband Radio Communication Tester R&S®CMW500 mit seiner hochprä-zisen HF-Baugruppe und der Hardware-Option Basisband-Generatormodul ̧ CMW-B110A bestens ausgestattet. Sein Frequenzbereich bis 3,3 GHz bzw. bis 6 GHz (Option R&S®CMW-KB036) und seine sendeseitige ZF-Bandbreite von 70 MHz lassen kaum Wünsche offen und bieten auch im Hinblick auf zukünftige Mobilfunkstandards ausreichende Reserven. Das Basisband-Generatormodul verfügt über zwei Arbeitsmodi, den Arbitrary-Waveform-Modus (ARB-Generator) und den Echtzeitmodus für die sog. Online-Generatoren.

ARB-Generator

Im ARB-Waveform-Modus arbeitet das Gerät I/Q-Daten ab, die als Waveform-Dateien vorliegen. Auf diese Weise sind beliebige anwendungspezifische Modulationssignale gene-rierbar. Das Waveform Creation Tool ̧ WinIQSIM2 kann Waveform-Dateien komfortabel und direkt erzeugen. Auch mit kommerziellen Software-Tools wie MATLAB®, Mathcad® oder ADS® lassen sich I/Q-Daten generieren, diese müssen aber anschließend mit Hilfe der R&S®Matlab Transfer Toolbox oder dem R&S®I/Q Wizard in das Waveform-Dateiformat kon-vertiert werden.

Durch den Einsatz zusammengesetzter (Multisegment)-Wave-form-Dateien sind kürzeste Umschaltzeiten zwischen ver-schiedenen Modulationsarten realisierbar. Der ARB-Generator bietet dafür diverse Modi, die das Weiterschalten zwischen den Segmenten entsprechend steuern. In Kombination mit einer frei konfigurierbaren Frequenz- / Pegel-Liste (die 2000 Einträge haben kann) bietet der ARB-Generator Lösungen für alle produktionstypischen Anforderungen, z.B. für den schnel-len Abgleich des Empfängers mobiler Endgeräte über vorde-finierte Testsequenzen unter Einsatz des modernen Abgleich-konzepts R&S®Smart Alignment. Das Weiterschalten der Frequenz- / Pegel-Liste kann dabei auf verschiedene Weise erfolgen, z.B. zeitgesteuert (variable Verweilzeit pro Listenein-trag), durch in der Waveform-Datei enthaltene Markersignale oder durch intern generierte Triggersignale anderer Firmware-Applikationen (BILD 1). Ein großzügig dimensionierter Wave-form-RAM bietet genügend Speicherkapazität, um auch lange und breitbandige Signale abzuspielen.

Der Wideband Radio Communication Tester ¸CMW500 zeigt sich beim Einsatz in der Produktion schnell, präzise und hoch skalierbar. Mit einem Frequenzbereich bis 6 GHz und einer ZF-Bandbreite von 40/70 MHz (Analysator/Generator) ist der Produktionstester auf zukünftige technologische Entwick-lungen bestens vorbereitet (siehe Neues von Rohde&Schwarz (2008) Nr. 195, S. 4–9).

NEUES 197/08 15

WIrELESS-TECHNOLOGIEN | Funkmessplätze

16

Online-Generatoren

Zusätzlich zum ARB-Generator bietet der ¸CMW500 sog. Online-Generatoren (BILD 2). Das sind Generator-Firmware-Applikationen, die den Echtzeitmodus des Basisband-Genera-tormoduls verwenden (Software-Optionen ¸CMW-KGxyz). Die netzspezifischen Signale können online via grafische Bedienoberfläche konfiguriert und zeitnah über einen großen

BILD 2 Die grafi-

sche Visualisierung

der Zeitschlitzstruktur

des Online-Genera-

tors für GSM /GPRS/

EDGE erleichtert den

Überblick über die

Einstellungen.

BILD 1 Der ARB-

Generator stellt

verschiedene Modi

zur Verfügung, um die

frei konfigurierbare

Frequenz- / Pegel-

Liste anzusteuern.

HF-Frequenz- und Pegelbereich ausgegeben werden. Diese Downlink-Signalquellen zeichnen sich besonders durch ihre einfache Bedienung und hohe Flexibilität aus. Des Weite-ren generieren sie komplexe Signale mit hohem Datenauf-kommen, ohne dabei an Speichergrenzen zu stoßen. Damit sind sie besonders interessant für die Fertigungsvorbereitung sowie für Regressionstests und die Entwicklung im Labor.


BILD 3 Die Genera-

tor-Optionen für den

¸CMW500 im

Überblick.

Optionen Typenbezeichnung

Hardware

ArB und realtime Baseband Generator Module ¸CMW-B110A

Optionale Online-Generatoren

GSM/GPrS/EdGE, downlink ¸CMW-KG200

WCdMA, downlink ¸CMW-KG400

WCdMA HSPA Extension, downlink ¸CMW-KG401

¸WinIQSIM2 Waveforms

GSM/EdGE ¸CMW-KW200

WCdMA ¸CMW-KW400

WCdMA HSdPA Extension ¸CMW-KW401

WCdMA HSUPA Extension ¸CMW-KW402

WiMAX (IEEE 802.16) ¸CMW-KW700

Td-SCdMA ¸CMW-KW750

CdMA2000® ¸CMW-KW800

1xEV-dO ¸CMW-KW880

Mit der Software-Option ¸CMW-KG400 steht der Online-Generator für 3GPP FDD zur Verfügung, der ein Downlink-Signal nach Release 99 der 3GPP-FDD-Spezifi-kation generiert. Er unterstützt die gängigsten physikali-schen Kanäle und füllt sie mit Transportkanalinformationen. Unter anderem sind dadurch z.B. die vordefinierten Refe-renz-Messkanäle nach 3GPP TS 25.101 auswählbar (RMC 12,2 kbit/s, 64 kbit/s, 144 kbit/s, 384 kbit/s), siehe BILD 4.

Der Echtzeitmodus des Basisband-Generator-Moduls ermöglicht es dem 3GPP-FDD-Online-Generator, die Trans-mit Power Control Bits (TPC) in Echtzeit zu erzeugen und sie in die Control-Information des Dedicated Physical Chan-nels (DPCH) einzuspeisen. Das zu untersuchende Endgerät kann damit über verschiedene Leistungsprofile (u.a. nach 3GPP TS 34.121 5.4.2) gesteuert und per Messung über-prüft werden.

Die Option ¸CMW-KG401 erwei-tert den 3GPP-FDD-Online-Generator zu einer Downlink-Signalquelle ent-sprechend Release 5/6. Dabei stehen für HSDPA fünf nach 3GPP TS 25.101 standardisierte Fixed-Reference-Measurement-Kanäle bereit. HSUPA dagegen wartet mit drei Downlink-Ka-nälen auf, die flexibel konfiguriert wer-den können.

BILD 4 Typisches Kanalsetup des

3GPP-Downlink-Generators mit

RMC 384 kbit/s und OCNS. Das

Code-Domain-Diagramm erleich-

tert dem Anwender die Konfigu-

ration der Kanaltabelle und deckt

Codekonflikte sofort auf.

Beispiel: Online-Generator für 3GPP FDD (Option ¸CMW-KG400)

Derzeit sind Online-Generatoren für GSM/GPRS/EDGE (Option ¸CMW-KG200) und 3GPP FDD (Option ¸CMW-KG400/401) verfügbar (BILD 3), weitere werden folgen.

Torsten Bilz; Daniel Hank

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Schnellster und genauester Mittel klasse-SignalanalysatorIn nahezu allen Eigenschaften ist der r&S®fSV etablierten Geräten seiner Klasse

überlegen und bietet als einziger Analysebandbreiten bis 40 MHz – und einen

Touchscreen.

ALLGEMEINE MESSTECHNIK | Signalanalysatoren

Schnellster und genauester Mittel klasse-Signalanalysator

BILD 1 Mit seiner Analysebandbreite

bis 40 MHz deckt der R&S®FSV draht-

lose Standards von 3GPP LTE bis WLAN

802.11n ab. Und dank seines Touch-

screens ist er außerordentlich schnell und

komfortabel zu bedienen.

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Ein Signalanalysator, der die Mittelklasse neu definiert

Hersteller drahtloser Endgeräte stehen unter starkem Kosten-druck und sehen sich gleichzeitig der Forderung nach Inno-vation ausgesetzt. Als Konsequenzen daraus ergeben sich die Wünsche nach verkürzten Entwicklungszeiten durch viel-seitigere und leichter handhabbare Messtechnik sowie die Reduktion von Prüfzeiten in der Produktion durch schnel-lere Messtechnik. Darüber hinaus erfordert der zunehmende Bandbreitenbedarf moderner Funkstandards immer höhere Analysebandbreiten.

Der neue Signalanalysator R&S®FSV (BILD 1) wurde exakt für diese Anforderungen entwickelt. Er ist der schnellste, genau-este und vielseitigste Mittelklasse-Signalanalysator für den leistungsorientierten, kostenbewussten Anwender in der Ent-wicklung, der Fertigung, der Installation und dem Service von HF-Systemen. In nahezu allen Eigenschaften den etablierten Geräten dieser Klasse überlegen, verfügt er als einziger über eine Analysebandbreite von 40 MHz. Damit deckt er drahtlose Standards von 3GPP LTE bis hin zu WLAN 802.11n ab. Und sein neuartiges komfortables Bedienkonzept mit Touchscreen erleichtert die Arbeit obendrein.

Den R&S®FSV gibt es in zwei Modellen für den Frequenz-bereich 9 kHz bis 3,6 GHz und 9 kHz bis 7 GHz. Modelle für den Mikrowellenbereich werden in naher Zukunft folgen. Der Frequenzbereich der Analysatoren ist nach unten bis 20 Hz erweiterbar. Bei niedrigen Frequenzen arbeitet der R&S®FSV in einem Modus mit direkter A/D-Umsetzung des HF-Sig-nals. Das vermeidet die Verschlechterung der Performance, bedingt durch den LO-Durchschlag und das Phasenrauschen des Lokaloszillators, wie das bei vielen Signal- oder Spektrum-analysatoren der Fall ist.

Mit 40 MHz Analysebandbreite alle Standards sicher im Griff

In seiner vollständig digital aufgebauten Signalanalyse-baugruppe vereint der R&S®FSV die Funktion eines Sig-nalanalysators und die eines Spektrumanalysators. Sein 128-MHz-D/A-Umsetzer digitalisiert die letzte ZF mit einer Auf-lösung von 16 bit. Im Gegensatz zu herkömmlichen Analy-satoren, deren I/Q-Speicher für nur wenige Msamples reicht, kann der R&S®FSV mit seiner großen I/O-Speichertiefe bis 200 Msamples die Signale selbst bei großen Bandbreiten und entsprechend hohen Sample-Raten über einen längeren Zeit-raum aufnehmen.

Seine Standard-Analyse bandbreite von 28 MHz deckt nicht nur alle heute gängigen Funkkommunikationsstandards ab, sondern ist auch für Mobile WiMAX und den kommenden Standard LTE einsetzbar. Die optionale Erweiterbarkeit auf 40 MHz Analysebandbreite unterstützt die Analyse von Signa-len entsprechend IEEE 802.11n und sichert die Einsetzbarkeit des R&S®FSV in der Entwicklung von Modulen für die Satelli-tenkommunikation und Satelliten-TV – anspruchsvolle Aufga-ben, für die bisher High-End-Geräte erforderlich waren.

Der R&S®FSV bietet Auflösebandbreiten zwischen 1 Hz und 10 MHz, im Zero Span stehen zusätzlich Bandbreiten bis 20 MHz und 28 MHz sowie optional bis 40 MHz zur Verfü-gung. Beste Voraussetzung also für eine häufig durchzufüh-rende Aufgabe: Das genaue Messen der Leistung breitban-diger Burst-Signale der Standards WLAN oder WiMAX. Eine Kanalleistungsmessung im Standard-Frequenz-Sweep ist schwierig durchzuführen, weil sie im Gate-Modus eine sta-bile Triggerung erfordert. Mit seinen 20 MHz, 28 MHz oder 40 MHz breiten Filtern kann der R&S®FSV diese Messung im Zero Span durchführen und wird dabei vom internen Video-Trigger synchronisiert. Eine spezielle Time-Domain-Leistungs-messung erlaubt es dem Anwender, genau festzulegen, wel-cher Teil eines Bursts gemessen werden soll (BILD 2).

Hohe Pegelmessgenauigkeit bis 7 GHz

Mit seiner niedrigen Gesamtpegelmessunsicherheit von 0,3 dB bis 3 GHz und nur 0,4 dB bis 7 GHz sorgt der R&S®FSV für genaue und verlässliche Messergebnisse. Speziell bei Fre-quenzen zwischen 3 GHz und 7 GHz liegen die Messergeb-nisse des R&S®FSV näher an der Genauigkeit von Leistungs-messern, als es bei konventionellen Analysatoren der Fall ist, die oft oberhalb von 3 GHz / 3,6 GHz einen Frequenzgang von 1 dB bis 2 dB aufweisen. Der R&S®FSV vereinfacht Messauf-bauten in Entwicklung und Fertigung, denn in vielen Fällen können Leistungsmesser entfallen, beispielsweise für die Ana-lyse von Signalen nach WLAN 802.11a im 5,8-GHz-ISM-Band oder von WiMAX-Signalen zwischen 3,4 GHz und 3,8 GHz.

BILD 2 Die Messung der Burst-Leistung eines breitbandigen WLAN-Sig-

nals (802.11n) mit der Time-Domain-Power-Funktion ist dank der Analyse-

bandbreite von 40 MHz kein Problem.


Hohe Geschwindigkeit in allen Disziplinen für eine effiziente Fertigung

Der R&S®FSV wurde speziell auch auf hohe Messgeschwin-digkeit getrimmt. Er reduziert den Testaufwand in der Ferti-gung erheblich, denn er erledigt einfache Messaufgaben wie auch komplexe Modulationsanalysen schnell, zuverlässig und mit geringer Messunsicherheit.

BILD 3 zeigt die verschiedenen Messgeschwindigkeiten des R&S®FSV. Mit mehr als 500 Sweeps/s im manuellen Betrieb und bis zu 1000 Sweeps/s im Fernsteuerbetrieb ist der R&S®FSV bis zu fünfmal schneller als andere Geräte sei-ner Klasse. Diese hohe Sweep-Rate ist nicht nur in der Ferti-gung von großer Bedeutung. Auch wenn – wie es viele Stan-dards vorschreiben – über eine große Anzahl von Messungen gemittelt werden muss, stehen die Messergebnisse in einer deutlich kürzeren Zeit zur Verfügung.

Des Weiteren bietet der R&S®FSV eine Vielzahl an Funktionen, die den Durchsatz erhöhen, indem sie Messabläufe beschleu-nigen sowie Abgleich und Messzeiten verkürzen:

Breitband-HF-Leistungsdetektor beschleunigt die automati- Jsche PegeleinstellungFrequenzlistenbetrieb (LIST MODE): schnelle Messung auf Jbis zu 300 verschiedenen Frequenzen mit unterschiedlichen Analysatoreinstellungen mit nur einem FernsteuerbefehlMessung unterschiedlicher Leistungspegel im Zeitbereich Jin einem Durchlauf für besonders schnellen Abgleich (Multi Summary Marker)Schnelle ACP-Messung im Zeitbereich mit Kanalfiltern J(BILD 5) oder im Frequenzbereich mit FFT-SweepFrequenzzähler mit 0,1 Hz Auflösung bei einer Messzeit von J<50 ms

Gbit-LAN-Schnittstelle zum schnellen Übertragen großer JDatenmengenTrigger-Interface zur Synchronisierung mit dem Takt des JFertigungssystems im Frequenzlistenbetrieb

Alle Analysefilter im R&S®FSV sind digital realisiert. Das stellt sicher, dass sie exakt definierte Eigenschaften haben und schneller sind als analoge Ausführungen. Außerdem verkürzt sein optimierter FFT-Sweep mit der großen Erfassungsband-breite die erforderliche Zeit, um einen bestimmten Frequenz-bereich zu durchlaufen. Dies ist vor allem bei der Messung von Nebenaussendungen (Spurious emissions) von Bedeu-tung, bei denen der Analysator in einem großen Frequenzbe-reich Signale mit niedrigem Pegel messen muss.

Häufig ist eine hohe Empfindlichkeit nur zu erreichen, in dem man schmalbandige Filter verwendet, um den Rauschpe-gel gering zu halten. Allerdings vergrößert sich die erforderli-che Sweep-Zeit bei einer Halbierung der Bandbreite um den Faktor vier, weshalb die Messung von Nebenaussendungen sehr viel Zeit erfordert. BILD 4 vergleicht die Sweep-Zeit des R&S®FSV bei einem Span von 10 MHz mit der gegenwärti-ger Analysatoren. Ein Vergleich, der zeigt, dass der Anwen-der seine Aufgaben mit dem R&S®FSV deutlich schneller erle-digen kann.

BILD 5 ACP-Messung: eine Vielzahl vordefinierter Standards erleichtert

die Einstellung.

Einstellung Zeit

Sweep-rate, ferngesteuert, gemittelt über 1000 Sweeps 1000/s

Sweep-rate, manueller Betrieb 500/s

LIST MOdE, Messung des Pegels von Grundwelle und fünf Oberwellen

21 ms

Marker-peak-Suche 1,5 ms

frequenzwechsel und -abfrage 15 ms

Schnellste Sweep-Zeit (Zero Span) 1 μs

Schnellste Sweep-Zeit (frequenz-Sweep) 1 ms

BILD 3 Vergleich der verschiedenen Messgeschwindigkeiten des Signal-

analysators R&S®FSV.

BILD 4 Sweep-Zeit bei 10 MHz Span.

Einstellung

Aktuelle konventionelle Signalanalysatoren R&S®FSV

Mit 1 kHz rBW, konventioneller Sweep

10 s 1 s

Mit 1 kHz rBW, ffT-Sweep 200 ms 5,7 ms

Mit 10 Hz Bandbreite, ffT-Sweep 20 s 2,7 s

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BILD 7 Mehrere konfigurierbare Fenster erlauben es dem Anwender,

die am meisten benötigten Ergebnisanzeigen passend zu gruppieren.

Über Reiter kann blitzschnell zwischen verschiedenen Applikationen oder

Betriebsarten umgeschaltet werden.

BILD 8 Um die Einstellungen auch für komplizierteste Messungen zu

erleichtern, werden der Signalfluss und die entsprechenden Einstellun-

gen in einer übersichtlichen Tabelle dargestellt. Einfaches Berühren eines

Blocks öffnet das zugehörige Einstellmenü.

BILD 6 Die Signalanalysefunktionen im R&S®FSV.

Modulation AM, FM, φM JGSM/EDGE J3GPP UL / DL (einschl. HSPA) JWLAN 802.11 a, b, g, j JWLAN 802.11n JWiMAX 802.16e JLTE UL / DL J

Eine typische Messaufgabe in der Produktion von drahtlo-sen Endgeräten ist der Abgleich der Ausgangsleistung. Dazu müssen unterschiedlichste Leistungspegel auf einer Frequenz geprüft werden. Der R&S®FSV kann solche Messungen wäh-rend eines einzigen Sweeps im Fernsteuerbetrieb erledigen.

Ein weiteres Beispiel für eine in der Produktion ständig anfal-lende Aufgabe ist die Messung der Harmonischen. Im manu-ellen Betrieb erledigt der R&S®FSV dies komfortabel mit seiner Funktion für Harmonischen-Messungen. Im ferngesteuerten Einsatz sorgt sein Frequenzlistenbetrieb bei diesen und ande-ren Messungen für kurze Messzeiten. So führt der Analysator in dieser Betriebsart Messungen bei 300 verschiedenen Fre-quenzen mit einer einzigen Einstellung durch – mit nur einem Fernsteuerbefehl. Der R&S®FSV stellt sich auch sehr schnell auf die verschiedenen Frequenzen ein. Für die Messung des Pegels einer Grundwelle mit fünf Oberwellen benötigt das Gerät nur 21 ms.

Zahlreiche Signalanalysefunktionen

Das Grundgerät stellt alle erforderlichen Funktionen wie die Messung von Kanal- und Nachbarkanalleistung oder Spec-trum Emission Mask sowie eine umfangreiche Auswahl an Detektoren zur Verfügung. Ergänzt durch Optionen zur Ana-lyse von GSM/EDGE, 3GPP WCDMA, 3GPP LTE, WiMAX, WLAN ist der R&S®FSV für die Entwicklung im Mobilfunk-La-bor prädestiniert (BILD 6). Hier unterstützen auch der analoge Messdemodulator und die Möglichkeit, einen Leistungsmes-ser der Serie R&S®NRP direkt zu betreiben.

Viele gängige automatische Messroutinen sind bereits im Grundgerät vorhanden, z.B. Nachbarkanalleistungsmessun-gen für zahlreiche Standards, Messungen der CCDF (Com-plementary Cumulative Distribution Function), der Störaus-sendungen, Spectrum-Emission-Mask-Messungen oder Harmonischen-Messungen. Bis zu sechs Messkurven, die alle gleichzeitig aktiv sein können, und bis zu 16 Marker unterstüt-zen die Auswertung der Messergebnisse.

Touchscreen: noch nie war die Bedienung eines Analysators so einfach

Der R&S®FSV ist außerordentlich komfortabel zu bedienen, man braucht weder Maus noch Tastatur, so dass auf diese platzraubende Hardware verzichtet werden kann. Die kom-fortable und intuitive Bedienung über den Touchscreen mit seiner übersichtlichen Menüführung vereinfacht die Hand-habung und reduziert die Einarbeitungszeit. Der Touch-screen beschleunigt die manuelle Bedienung erheblich, da


Kurzdaten R&S®FSV3 / R&S®FSV7

FrequenzbereichR&S®FSV3 9 kHz (20 Hz) bis 3,6 GHzR&S®FSV7 9 kHz (20 Hz) bis 7 GHzAuflösung / BandbreitenAuflösebandbreiten Standard-Sweep 1 Hz bis 10 MHz Standard-Sweep, Zero Span 1 Hz bis 10 MHz, 20 MHz , 28 MHz, optional 40 MHz FFT-Sweep 1 Hz bis 300 kHz Kanalfilter 100 Hz bis 5 MHz EMI-Filter 200 Hz, 9 kHz, 120 kHz, 1 MHzVideofilter 1 Hz bis 10 MHz, 20 MHz, 28 MHz, 40 MHzSignalanalysebandbreite 28 MHz mit Option R&S®FSV-B70 40 MHzEigenrauschanzeige (1 Hz Bandbreite) 1 GHz –152 dBm, typ. –155 dBm 3 GHz –150 dBm, typ. –153 dBm 7 GHz –146 dBm, typ. –149 dBmIntermodulationIntercept-Punkt 3. Ordnung f < 3,6 GHz +13 dBm, typ. +16 dBm 3,6 GHz bis 7 GHz +15 dBm, typ. +18 dBmPhasenrauschen(1 GHz Trägerfrequenz) 10 kHz Abstand vom Träger –106 dBc (1 Hz), typ. –110 dBc (1 Hz) 100 kHz Abstand vom Träger –115 dBc (1 Hz) 1 MHz Abstand vom Träger –134 dBc (1 Hz)Gesamtmessunsicherheit 3,6 GHz 0,3 dB 7 GHz 0,4 dB

sich zwischen den verschiedenen Betriebsarten blitzschnell umschalten lässt. Der Anwender muss mit dem Finger ledig-lich den entsprechenden Reiter auf dem Bildschirm antippen, oder um beispielsweise eine spezielle 3GPP-Applikation aufzu-rufen, einfach auf einen Block in einem Signalflussdiagramm tippen, wodurch sich eine Menü mit den dazugehörigen Ein-stellungen öffnet (BILD 7 und 8). Ob Touchscreen, On-Screen-Tastatur oder Hotkeys – das Bedienkonzept ist wegweisend für die Anforderungen an einen modernen Signalanalysator.

Bei Bedarf lässt sich eine Tastatur auf dem Bildschirm ein-blenden. Alternativ dazu können selbstverständlich alle Funk-tionen und Messparameter weiterhin mit Tasten und Drehrad oder Maus / Tastatur eingestellt werden. Das große SVGA-Display sorgt in jedem Fall für eine hohe Auflösung und gute Lesbarkeit.

Alle Fragen zu aktuellen Funktionen und den entsprechenden Fernsteuerbefehlen beantwortet die umfassende, kontextsen-sitive Hilfefunktion, mit der Informationen wesentlich schnel-ler zur Verfügung stehen, als mit gedruckten Handbüchern. Bis zu sechs vorangegangene Bedienschritte können über die UNDO- / REDO-Tasten widerrufen werden. Dies ermöglicht es, Bedienfehler rückgängig zu machen oder zwischen zwei Zuständen schnell umzuschalten. Eine wertvolle Hilfe beim Einstellen des Analysators sind die AUTO-SET-Funktionen, mit denen sich Einstellungen per Knopfdruck automatisch an das jeweilige Messsignal anpassen lassen.

Umstieg auf die neue Analysatorgeneration leicht gemacht

Ob Fernsteuerprogramme in einer Fertigungslinie, Platzbe-darf in Gerätegestellen oder die manuelle Bedienung im Ent-wicklungslabor – Dank der Kompatibilität zu früheren Gerä-tefamilien und des ausgeprägten „Familienkonzepts“ ist ein Umstieg auf die neue Generation sehr einfach und sichert Investitionen in Software, Systemdesign und Ausbildung.

Der Fernsteuerbefehlssatz des R&S®FSV ist in der Betriebs-art Spektrumanalyse und in den meisten Applikationen kom-patibel zu dem der Spektrumanalysatoren R&S®FSP oder R&S®FSU. Somit können die Fernsteuerprogramme beim Umstieg auf diese neue Generation von Signalanalysatoren ohne neue Entwicklungskosten weiterhin verwendet werden.

Fazit

Mit seiner Fülle maßgeschneiderter Applikationen für alle gängigen Funkstandards bietet der R&S®FSV ein einzigarti-ges Preis/Leistungs-Verhältnis und steigert die Effektivität in der Entwicklung, beim Charakterisieren von Baugruppen und in der Produktion. Dank seiner hervorragenden HF-Eigen-schaften (siehe Kurzdaten) positioniert sich das Gerät an die Spitze der Mittelklasse-Analysatoren. Und mit seiner Analyse-bandbreite bis 40 MHz, seinen Analysefähigkeiten und seiner Geschwindigkeit nähert er sich High-End-Analysatoren und übertrifft sie in manchen Punkten sogar.

Herbert Schmitt

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Signalqualität, Geschwindigkeit und Flexibilität – das sind drei zentrale Kriterien, in denen der Mikrowellen-Signalgenera-tor ¸SMF100A brilliert (siehe Neues von Rohde&Schwarz (2007) Nr. 192, S. 21–24).

Neue funktionen für den Mikrowellen-Signalgenerator ¸SMf100AZwei neue Optionen für den Mikrowellen-Signalgenerator ¸SMf100A verstärken die konkurrenzlose

Position dieses Geräts. Während die Option Puls Train ¸SMf-K27 erstmalig frei konfigurierbare Puls-

szenarios ermöglicht, erschließt die Option Power Analysis ¸SMf-K28 Applikationen, die bisher Netz-

werkanalysatoren und Spitzenleistungsanalysatoren vorbehalten waren.

Option Puls Train ¸SMF-K27

Signalgeneratoren können traditionell Einzel- und Doppel-pulse erzeugen, wobei Dauer und Abstand zwischen den Pul-sen wählbar sind. Seit einiger Zeit steigt allerdings die Nach-frage – überwiegend aus dem Bereich Aerospace& Defense (Radar) – zur Simulation aufwendigerer Szenarios, z.B.

„Verjitterte“ Pulsdauer und / oder -abstände JAnsteigende Pulsdauer und / oder -abstände JUnterschiedliche Pulssequenzen, z.B. 100 Pulse mit 10 ns, Jgefolgt von 200 Pulsen mit 20 ns Dauer

Zur Simulation dieser anspruchsvollen Signale finden bisher ARB-basierte Vektorsignalgeneratoren Anwendung, die aller-dings folgende Nachteile haben:

Hoher Preis (sehr aufwendige Hardware) JGeringe Dynamik (also die Trägerunterdrückung in den JPulspausen)Reduzierte Flankensteilheit (aufgrund der begrenzten JAbtastrate)

Die neue Option Puls Train ¸SMF-K27 kombiniert die Vor-teile traditioneller Pulsmodulatoren mit der Flexibilität spei-cherbasierter Lösungen, indem das Ansteuersignal des Modulators frei definiert werden kann. Die exzellenten Eigen-schaften des Pulsmodulators ¸SMF-K3 im Generator blei-ben dabei erhalten:

Pulsdauer und -pausen wählbar zwischen 5 ns und 5 ms JAnstiegszeit <10 ns JOn/Off Ratio >80 dB J

Mehr als 2000 Einzelpulse sind zu einer Pulssequenz zusam-menstellbar, wobei jeder Einzelpuls auch mehrfach wiederholt ausgegeben werden kann. Die Sequenz ist dabei einfach in Tabellenform editierbar. BILD 1 zeigt ein Beispiel für ein Signal, das aus zwei Bursts von jeweils zehn Einzelpulsen besteht. Das Signal kann vor der Ausgabe auch als Grafik begutachtet werden (BILD 2).

Neben der manuellen Eingabe in obiger Form können auch Listen aus Excel oder in textbasierter Form importiert werden. So lassen sich selbst ausgefallene Wünsche – z.B. nach „ver-jitterten“ Pulsbreiten über bestimmte Wahrscheinlichkeits-dichtefunktionen – erfüllen, ohne dass die Bedienoberfläche des Signalgenerators überladen würde.

Während des Pulses wird meist ein unmoduliertes Signal (CW) gesendet. Die Flexibilität des Mikrowellen-Signalgenera-tors ¸SMF100A erlaubt es allerdings, die Pulsmodulation auch mit anderen Modulationen und Betriebsarten zu kom-binieren. Von besonderer Bedeutung ist hier die Kombination der Pulssequenz mit einer zu den Flanken des Pulsmodulators synchronisierten FM-Modulation. Wählt man ein LF-Signal in Sägezahn-Form, so werden innerhalb der aktiven Pulszeit sogenannte „Chirps“ gesendet, d.h. das Trägersignal über-streicht schnell einen vorgegebenen Frequenzbereich.

ALLGEMEINE MESSTECHNIK | Signalgeneratoren

BILD 1 Eingabe einer Pulssequenz.

BILD 3 Messaufbau mit der Option Power Analysis ¸SMF-K28 zur Messung von Frequenzgängen mit dem Leistungsmesskopf ̧ NRP-Z21.

BILD 2 Vorschau auf die Hüllkurve der Pulssequenz aus BILD 1.

Option Power Analysis ¸SMF-K28

Bereits seit längerer Zeit können die Leistungsmessköpfe ¸NRP-Zx an den Signalgeneratoren ¸SMU200A, ¸SMA100A, ¸SMF100A, ¸SMB100A und ¸AMU200A betrieben werden, sei es, um den Fre-quenzgang des Messaufbaus zu korrigieren oder zur Leistungsmessung.

Mit der neuen Option Power Analysis ¸SMF-K28 kann der Signalgenerator ¸SMF100A zusammen mit einem Leistungsmesskopf jetzt Aufgaben übernehmen, für die bis-her skalare Netzwerk- oder Pulsanalysatoren eingesetzt wur-den. Kunden, die nicht die maximale Performance oder Fle-xibilität benötigen und bereits aus anderen Gründen einen ¸SMF100A einsetzen, erhalten hiermit eine preiswerte Alternative zu diesen Geräten.

Messung von FrequenzgängenDazu wird das Messobjekt, beispielsweise ein Filter oder Ver-stärker, eingangsseitig am HF-Ausgang des Signalgene-rators angeschlossen. Der Leistungsmesskopf nimmt das Ausgangssignal des Messobjekts auf und meldet den Leis-tungswert an den Signalgenerator (BILD 3). „Sweept“ dieser nun über den gewünschten Messbereich, so repräsentieren die Folge der Messwerte den Frequenzgang des Messobjekts.

Die Messkurve kann mit bis zu vier Markern ausgemessen und als Grafik oder Excel-Datei gespeichert werden. Um die Bildschirmfläche des ¸SMF100A bei jeder Messaufgabe optimal nutzen zu können, lässt sich die Fensteraufteilung in mehreren Stufen variieren. BILD 4 zeigt ein Beispiel für die Darstellung mit Einstelldialogfeld.

Messobjekt

RF In

RF Out

USB / Trigger

Frequenzgangmessung

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BILD 4 Messung des Frequenz-

gangs eines Bandpasses.

BILD 5 Messung einer HF-Hüll-

kurve mit dem Leistungsmesskopf

¸NRP-Z81 bei hoher Auflösung.

Die Anzahl der Messpunkte und die Pegelgenauigkeit ist in mehreren Stufen einstellbar. Messzeit und Dynamik hängen vom verwendeten Messkopf ab. Ideal für den ̧ SMF100A ist der ¸NRP-Z21, der bei einer Sweep-Zeit von ca. zwei Sekunden eine Pegelgenauigkeit von besser als 0,1 dB bei einem Pegel von –40 dBm ermöglicht.

Messung der KompressionAlternativ kann auch ein Messobjekt, z.B. ein Verstärker, bezüglich seines Kompressionsverhaltens charakterisiert wer-den. Der Messaufbau ist identisch, anstelle der Frequenz wird der Pegel des Signalgenerators gesweept.

Messung der HF-HüllkurveMisst man die Leistungsmesswerte in schneller Folge, so sieht man die Einhüllende des Messsignals. Prädestiniert für die Hüllkurvenmessung ist der Leistungssensor ¸NRP-Z81, mit dem sich auch Pulse mit nur 150 ns Dauer hochauflösend darstellen lassen (BILD 5).

Fazit

Durch die neuen Optionen Puls Train ¸SMF-K27 und Power Analysis ¸SMF-K28 wird der Mikrowellengenerator ¸SMF100A um Messfunktionen erweitert, die kein Mit-bewerber bieten kann. Beide Optionen sind in Kürze auch für den Signalgenerator ¸SMA100A erhältlich.

Thomas Braunstorfinger


Testsysteme

Schalt- und Steuerplattform r&S®OSP: vielseitiger durch neue Erweiterungendas neue Grundgerät ¸OSP130 zur modularen Schalt- und Steuerplattform ¸OSP mit zusätzlichem

Bedienfeld und display erlaubt das manuelle Bedienen der Schalt- und Steuermodule direkt am Gerät.

Zusätzliche Module und neue funktionen der Software erweitern die Einsatzmöglichkeiten der Plattform

wesentlich.

Das neue Grundgerät ¸OSP130

Die Produktfamilie, bestehend aus dem ¸OSP120 und dem Erweiterungsgerät ¸OSP150 (siehe Kasten rechts), ist um das Grundgerät ¸OSP130 mit Bedienfeld und Dis-play ergänzt worden (BILD 1 und 4). Das neue Gerät erlaubt das direkte manuelle Bedienen des ¸OSP130 und der angeschlossenen Erweiterungsgeräte ¸OSP150, ohne dass eine Netzanbindung bzw. ein PC erforderlich sind – ein Vorteil besonders für Laboraufbauten und bei manuell zu bedienenden Systemen.

Die einzelnen Geräte der Plattform sowie deren Module mit den Relais bzw. Ein- / Ausgängen werden über die Cur-sor- und Funktionstasten angewählt. Die Schaltzustände der gewählten Relais und digitalen Ein- / Ausgänge sind per Tas-tendruck änderbar. Das Display zeigt den jeweiligen Schaltzu-stand nach der Schaltrückmeldung an (BILD 2), so dass der Anwender sicher sein kann, dass die gewünschte Umschal-tung auch erfolgt ist.

Bei komplizierten Schaltungen bietet es sich an, die erforder-lichen Schaltzustände als Pfad zu speichern, der dann mittels Cursor-Tasten angewählt und per „OK“ aktiviert werden kann. So lassen sich mit einem Tastendruck beliebig viele Relais der Plattform zuverlässig und reproduzierbar schalten. Eine Fehlbedienung wird dadurch auf ein Minimum reduziert und

BILD 1 Das neue Grundgerät ¸OSP130 ist über die Frontplatte bedienbar und zeigt die Schaltzustände am Display.

Schnell und einfach gestalten sich HF-Schalt- und Steuerauf-gaben mit der modularen Geräteplattform ¸OSP (siehe Neues von Rohde&Schwarz (2008) Nr. 195, S. 28–31). Das Grundgerät ¸OSP120 (unten) und das Erweiterungsgerät ¸OSP150 (oben) wurden nun ergänzt durch ein Grundge-rät mit Display und Bedienfeld sowie durch neue Module.

Fehlmessungen durch falsches Verschalten sowie Beschädi-gungen von Geräten vermieden. Die neue grafische Bedien-oberfläche des ¸OSP130 ist beim ¸OSP120 auch über die DVI-Schnittstelle verfügbar, so dass sich dieses Grund-gerät über externe USB-Tastatur, Maus und Monitor manuell steuern lässt.

NEUES 197/08 27

ALLGEMEINE MESSTECHNIK | Testsysteme

28

BILD 4 Rückseite des neuen Grundgeräts ¸OSP130, das in diesem Beispiel mit drei Modulen ausgestattet ist.

BILD 2 Konfigu-

ration des SPDT-

Schalt moduls

¸OSP-B101.

Universelle Software-Einbindung

Jedes Grundgerät der Plattform lässt sich über die Ethernet-Schnittstelle unter Nutzung des Bedienprogramms oder aus Anwenderprogrammen heraus steuern. Für Letztere steht eine VXI-11-kompatible Software-Schnittstelle für das direkte Ansteuern der Plattform aus C, LabWindows/CVI , VXI P&P und IVI-COM unter Verwendung des SCPI-Befehlssatzes zur Verfügung. Verschiedene Programmierbeispiele sowie ein „Virtual Instrument“ für Nutzer von LabView vereinfachen dem Anwender das Einbinden der Geräte erheblich.

Neue Module erweitern den Funktionsumfang

Die Module ̧ OSP-B101 und ̧ OSP-B102 mit koaxia-len Schaltrelais bis 18 GHz sowie das digitale Ein- / Ausgabe-modul ¸OSP-B103 wurden um folgende universelle Module ergänzt:

Das J Modul ¸OSP-B111 mit sechs koaxialen Umschaltrelais (SPDT) und das Modul ̧ OSP-B112 mit zwei koaxialen Trommelrelais (SP6T) für die Frequenz-bereiche 0 Hz bis 40 GHz, z.B. für Schaltaufgaben in der Radartechnik.

Das J HF-Schaltmodul ¸OSP-B107 mit sechs Halblei-terrelais ist für Anforderungen mit sehr großer Anzahl von Schaltzyklen und kurzen Schaltzeiten vorgesehen. Der Fre-quenzbereich reicht von 0 Hz bis 6 GHz.Neue J Relaistreibermodule ¸OSP-B104 (BILD 3) für das Ansteuern bis zu vier externer HF-Leistungsrelais. Zwei Kanäle je Treiber erlauben den Anschluss von Transferrelais mit Rückmeldefunktion. Zusätzlich enthält das Modul vier digitale Eingangskanäle und fünf Open-Drain-Ausgangska-näle sowie eine Interlock-Schleife. Diese Ein- / Ausgänge sind z.B. zum Steuern von Geräten und zum Überwachen der Türen von Absorberkammern einsetzbar.Das J Modul ¸OSP-B106 (BILD 5) ist mit je drei HF-Um-schaltrelais (SPDT) mit N- und BNC-Buchsen bestückt. Die Kombination verschiedener Relaistypen in einem Modul ermöglicht einerseits das leistungslose Schalten von Schalt-pfaden für HF-Signale von 0 Hz bis 12,4 GHz und anderer-seits das Schalten von Gleichspannungen (60 W, 2 A) sowie von HF-Signalen zwischen 0 Hz und 900 MHz.

Einen Überblick über alle Module zur Offenen Schalt- und Steuerplattform ¸OSP zeigt BILD 6.

BILD 3 Relaistreibermodul ¸OSP-B104.


Anschlüsse Modul Symbol Eigenschaften

¸OSP-B101 HF-Schaltmodul(1505.5101.02)

6 × Hf-Umschaltrelais (SPdT), 0 Hz bis 18 GHz


2 × Hf-Trommelrelais (SP6T), 0 Hz bis 18 GHz


6 × Hf-Umschaltrelais (SPdT), 0 Hz bis 40 GHz


2 × Hf-Trommelrelais (SP6T), 0 Hz bis 40 GHz


6 × Hf-Halbleiterrelais (SPdT), 0 Hz bis 6 GHz

¸OSP-B106 HF-Schaltmodul(1505.5601.02) 3 × SPDT

(N)

3 × SPDT

(BNC)3 × SPdT (N), 0 Hz bis 12 GHz, (700 W bis 200 W);3 × SPdT (BNC), 0 Hz bis 900 MHz, (20 W bis 60 W), dC: 60 W, 2 A

¸OSP-B103 Digitales E/A-Modul(1505.5301.02)

16

16

16

16

16 × digitale Eingänge (LV-CMOS, TTL);16 × digitale Ausgänge (open drain)

¸OSP-B104 Relaistreiber-modul(1505.5301.02)

Status

4 × 2

28 V DCAnsteuerung von 4 externen Leistungs-relais, digitale Ein- /Ausgänge

BILD 6 Die

Module zur Offenen

Schalt- und Steuer-

plattforn ̧ OSP im

Überblick.

Fazit

Die Erweiterung der Offenen Schalt- und Steuerplatt-form ¸OSP mit dem manuell bedienbaren Grundgerät ¸OSP130 und den neuen Modulen vervollständigt das Produktportfolio. In Verbindung mit der neuen Firmware ver-größert sich das Einsatzspektrum und vereinfacht sich die Systemintegration der Plattform.

Gert Heuer

BILD 5 HF-Umschaltrelaismodul ¸OSP-B106.

NEUES 197/08 29


Datenformat I2S

~ ~ ~ ~

~ ~ ~ ~

~ ~~ ~~ ~

BitClk

Fsync

DATA MSB LSB MSB

Wort nRechter Kanal

Wort nLinker Kanal

Wort n – 1Rechter Kanal

Wort-Offset

Audio-Bits

Wort-Länge

30

Audioanalysatoren

Schnitt stellenkarte für modernste daten-formate zum Audioanalysator ̧ UPV

Der kompakte Audio Analyzer ¸UPV meistert alle in der Audiowelt vorkommenden Messungen. Er beherrscht die ext-remen Anforderungen in der analogen Technik genauso wie die der hoch auflösenden digitalen Medien (siehe auch NEUES von Rohde&Schwarz (2008) Nr. 196, S. 36–38).

Moderne Schaltkreise für Mehrkanal-Tonsysteme oder in Anwendungen für den Mobilfunk sowie in

Bluetooth®-Komponenten verwenden neue datenformate für die Übertragung von Audioinhalten. der

Spitzenklasse-Audio analysator r&S®UPV ist bestens darauf eingestellt: Mit der neuen seriellen Schnittstel-

lenkarte ¸UPV-B42 kann er praktisch alle vorkommenden Audiodatenformate adaptieren.

Steigende Vielfalt bei digitalen Audioschnittstellen

Digitale Audiogeräte werden heute wie selbstverständlich über genormte Schnittstellen miteinander verbunden. Im professionellen Tonstudiobereich ist das AES/EBU-Format in Verwendung, Geräte für den Consumer-Bereich sind mit elektrischen oder optischen Schnittstellen nach dem S/P-DIF-Standard ausgestattet.

Blickt man jedoch ins Innere solcher Audiogeräte, auf die Zusammenschaltung der einzelnen Baugruppen und Bau-steine, so finden sich meist andere, serielle Datenschnittstel-len. Für die zweikanalige, geräteinterne Audiodatenübertra-gung wird häufig der I²S-Bus (Inter-IC Sound Bus) verwendet, der inzwischen weltweit etabliert ist. Seit geraumer Zeit unter-stützt der ̧ UPV dieses Format mit der I2S-Schnittstellen-erweiterung ̧ UPV-B41.

BILD 1 Prinzipieller Signalverlauf einer digitalen Audioübertragung im I²S-Format.

ALLGEMEINE MESSTECHNIK | Audioanalysatoren

BitClk

Fsync

SlotClk

DATA 1

DATA 2

DATA 3

DATA 4

1 Frame, bis zu 256 Slots

Signal 1 Signal 2 Signal 1

Signal 1

Signal 2Signal 2

Signal 1 Signal 1Signal 1

Signal 1 Signal 2

Signal 1 Signal 2

Signal 2 Signal 1

Signal 1 Signal 1Signal 1Signal 1

Doch mit neuen Anwendungen wurden die Grenzen des I²S-Busses erreicht. So führte die Verbreitung der Surround-Sound-Technik zur Entwicklung mehrkanaliger A/D- und D/A-Umsetzer, aber auch Anwendungen im Mobilfunk und die Tonübertragung in Bluetooth®-Komponenten erforderten neue Datenformate für die Übertragung von Audioinhalten.

Die neue Universelle Serielle Schnittstellenkarte (Option R&S®UPV-B42) für den Audioanalysator R&S®UPV trägt die-ser Entwicklung Rechnung. Wie alle Optionen der Serie R&S®UPV-B4x wird auch diese Erweiterung in einen der beiden Schächte an der Rückseite des Audioanalysators eingeschoben.

Das Audio-Format I²S – Basis für zahlreiche Weiterentwicklungen

Selbstverständlich unterstützt die neue Schnittstellenkarte R&S®UPV-B42 auch das herkömmliche Audioformat I2S – auf das hier kurz eingegangen wird, weil viele moderne Weiter-entwicklungen darauf basieren. Bei diesem Format sind stan-dardmäßig drei Signale definiert: BitClk (Bit Clock), Fsync (Frame Synchronisation) und DATA (BILD 1). Mit jeder Takt-periode des Bit Clocks wird ein Audiodaten-Bit übertragen; DATA ist ein zweikanaliger, gemultiplexter, bit-serieller Daten-strom, Fsync kennzeichnet den Wortanfang im seriellen Datenstrom und unterscheidet den linken und rechten Kanal. Die Audiodaten werden nach dem Prinzip „MSB first“ über-tragen, als Zahlenformat kommt das Zweierkomplement zur Anwendung. Gebräuchliche Wortlängen sind 16 bit, 24 bit und 32 bit, die aber auch mit weniger Audio-Bits betrieben

werden können. In der Regel erzeugt der Sendebau-stein Takt, Frame-Synchronisation und Daten, in kom-plexeren Systemen kann der Sendebaustein auch von einem zentralen Systemtakt (Master Clock) synchroni-siert werden.

Weiterentwicklungen der seriellen digitalen Audio-datenübertragung erweitern und variieren viele die-ser Parameter, arbeiten mit mehr Kanälen, verwenden höhere Taktraten, etc. Die neue Schnittstellenkarte R&S®UPV-B42 bietet Möglichkeiten, die sogar noch über die heutigen Anforderungen hinausgehen.

Mehrkanalige Anwendungen und variable Datenformate

Wandlerbausteine für Mehrkanal-Tonsysteme wer-den heute mit bis zu acht seriell übertragenen Audio-Kanälen angeboten, im Telekommunikationsbereich gibt es auch höhere Kanalzahlen. Die neue Option R&S®UPV-B42 ist in der Lage, Datenströme mit bis zu 256 im Zeitmultiplex übertragenen Kanälen (Zeitschlit-zen) zu generieren bzw. zu analysieren. Dabei sind bis zu vier Datenleitungen mit unterschiedlichen Datenin-halten verwendbar (BILD 2). Die einzelnen Zeitschlitze können individuell mit bis zu zwei unterschiedlichen Test-Signalen oder mit Null-Signalen generiert werden, außerdem lässt sich jeder Kanal in den hochohmigen Zustand („Tristate“) schalten. Der Analysator wertet bis zu acht Audiodatenströme simultan aus, frei wähl-bar aus allen Datenleitungen bzw. Zeitschlitzen.

BILD 2 Die Schnittstellenkarte ̧ UPV-B42 kann bis zu 256 Zeitschlitze in bis zu 4 Datenleitungen bedienen.

Audioanalysatoren

Mehrkanalige Anwendungen

NEUES 197/08 31


32

BILD 3 Messung an einer Mehrkanal-Wandlerbaugruppe: Die Probe zur neuen Schnittstellenkarte hilft Reflexionen zu vermeiden, da sie kurze Verbin-

dungen zum Messobjekt erlaubt.

Datenbits sog. „Lead Bits“ ohne Dateninhalt voranstellen, um die Daten beliebig innerhalb des Frames positionieren zu können.

Vielfältige Synchronisationsmöglichkeiten und weitere Features

Generator und Analysator der Schnittstellenkarte lassen sich jeweils mit interner (Master-) oder externer (Slave-) Synchro-nisation betreiben. Die Synchronisation kann über einen Mas-ter Clock, über Fsync oder über Fsync und BitClk erfolgen. Damit ist es möglich, z.B. in komplexeren Systemen den Zen-traltakt mit dem Audioanalysator R&S®UPV zu erzeugen oder aber das Messgerät im Slave-Betrieb auf externe Takte zu synchronisieren.

In Spezialanwendungen kann es auch vorkommen, dass das BitClk-Signal nicht kontinuierlich anliegt. Im sog. Gated Clock Mode beherrscht die neue Option R&S®UPV-B42 auch diese

Alle bei der digitalen Übertragung verwendeten Signale sind an die jeweilige Applikation anpassbar, BILD 4 zeigt dafür einige Beispiele:

BitClk J Ist auf steigende oder fallende Flanken einstellbar.Fsync J Außer der bei I²S üblichen Rechteckform (Fsync ist während der halben Wortlänge „Low“, während der zweiten Hälfte „High“) kann das Signal auch die Länge einer oder mehrerer Taktperioden haben. Beliebige Offsets erlauben es, das Fsync-Signal an jede beliebige Stelle des Frames zu verschieben. Auch hier können die steigenden oder fallenden Flanken verwendet werden.SlotClk J Ähnlich wie Fsync zu jedem Frame ein Sig-nal definiert, ist Slot Clock eine zusätzliche Leitung, die zu jedem Zeitschlitz (Slot) ein Signal erzeugt. Die Einstellmög-lichkeiten entsprechen denen beim Fsync-Signal.DATA J Die Datenleitungen können in den Formaten „MSB first“ oder „LSB first“ betrieben werden. Die Länge der Zeit-schlitze ist von 8 bit bis 256 bit beliebig einstellbar, sie kön-nen mit Audiodatenworten der Länge 8 bit bis 32 bit gefüllt sein. Je nach gewählter Einstellung lassen sich den Audio-


Referenzpunkt:Beginn von Zeitschlitz 1

Fsync Offset

BitClk

Fsync

SlotClk

DATA LSB MSB LSB

Zeitschlitz 2Zeitschlitz 1Zeitschlitz n

Audio-Bits

Zeitschlitz -Länge

Lead Bits

BILD 4 Die Signale für die digitale Datenübertragung können vielfältig eingestellt werden.

Kurzdaten ¸UPV mit Option ¸UPV-B42Ein- / Ausgangsspannungen für Logikfamilien 0,9 V, 1,2 V, 1,5 V, 1,8 V, 2,5 V, 3,3 VDatenformat linear PCM, A-law, µ-lawFrame-Synchronisationsfrequenz 0,85 kHz bis 400 kHzAnzahl Zeitschlitze pro Frame 1 bis 256Frame-Synchronisatiosflanke steigend oder fallendZeitschlitz-Länge 8 bit bis 256 bitAudio-Bits 8 bit bis 32 bitBit-Reihenfolge MSB first oder LSB first Bit-Clock-Flanke steigend oder fallendBit-Clock-Frequenz bis 55 MHzMaster-Clock-Frequenz bis 110 MHz

Betriebsart sowohl im Generator als auch im Analysator. Zum Prüfen der Jitterempfindlichkeit von Eingangsschaltungen können der Master Clock sowie die Signale Fsync, BitClk und DATA auch verjittert ausgegeben werden.

Aus dem bisher gezeigten ist ersichtlich, dass sich beim Aus-nutzen der maximalen Frame- und Datenlängen Taktraten ergeben, die weit in den MHz-Bereich reichen. Aus diesem Grund wurde die Option mit einer Probe ausgestattet, über die kurze und damit reflexionsarme Verbindungen zu den zu untersuchenden Schaltkreisen hergestellt werden können (BILD 3). Alle Logikfamilien von 3,3 V bis hinunter zu 0,9 V sind adaptierbar.

Generator und Analysator auf der Schnittstellenkarte sind unabhängig voneinander konfigurierbar. Damit ist es mög-lich, auch Bausteine / Baugruppen mit unterschiedlichen Ein-gangs- und Ausgangsformaten zu untersuchen. Und natür-lich arbeiten Generator bzw. Analysator auch mit den anderen Schnittstellen des Audioanalysators R&S®UPV zusammen. Beispielsweise für Messungen an achtkanaligen D/A-Umset-zern lässt sich die neue Option mit der ebenfalls neuen acht-kanaligen analogen Eingangskarte R&S®UPV-B48 kombinie-ren [*].

Die Einstellmöglichkeiten dieser neuen Option zum ̧ UPV sind so zahlreich, dass sie hier nicht umfassend dargestellt werden können. Weitergehende Informationen über die für Spezialanwendungen benötigte Datenformate finden sich im Datenblatt zur ¸UPV-B42.

LiteraturAudioanalyse in der Produktion: Zeitersparnis durch 16 Messkanäle. Neues von * Rohde&Schwarz (2008) Nr. 196, S. 36–38.

Fazit

Mit der neuen Universellen Seriellen Schnittstellenkarte ¸UPV-B42 stehen digitale Audioschnittstellen zur Verfü-gung, die extrem vielseitig an beinahe beliebige Audioschalt-kreise adaptiert werden können. Bis zu acht digitale Audio-signale sind gleichzeitig messbar. Die Option ist – wie alle Optionen der Serie ¸UPV-B4x – durch den Anwender selbst nachrüstbar und kann auch in vorhandene Geräte ein-gebaut werden.

Klaus Schiffner

Signalkonfiguration

NEUES 197/08 33


34

die Bundeswehr hatte

rohde&Schwarz 1989

beauftragt, ihr EMV-Test-

zentrum in Greding –

eines der größten welt-

weit – mit der kompletten

Messtechnik auszurüsten.

Es wurde in den letzten

Jahren in enger Zusam-

menarbeit mit der wehr-

technischen dienst-

stelle WTd81 auf den

neuesten Stand gebracht.

Es besticht durch ein

Konzept, das selbst

anspruchsvollsten Anfor-

derungen an EMV-Test-

zentren hervorragend

gerecht wird.

Auf modernstem Stand: EMV-Test zentrum der Bundeswehr

BILD 1 Von der Vorstufe abgesetzte Verstär-

ker / Antenneneinheiten erzeugen mit 40 W

Leistung bei 40 GHz im Abstand von 1 m Feld-

stärken zwischen 200 V/m und 300 V/m.

EMV / fELdSTärKE | Referenz

Trumpf bei EMV-Testzentren: Flexibilität und universelle Einsetzbarkeit

Bei der Entwicklung elektronischer Geräte oder Systeme sind EMV-Tests unabdingbar. Im Gegensatz zu Tests an einzelnen Komponenten können komplexe Systeme wie beispielsweise Fahrzeuge oder Radarsysteme erst zu einem relativ spä-ten Zeitpunkt als komplette Funktionseinheiten auf ihre elek-tromagnetische Verträglichkeit überprüft werden. Die meist engen Entwicklungszeitpläne erfordern zudem eine zeitnahe Anpassung der Prüftermine und somit eine wechselnde und kaum planbare Auslastung der Kapazitäten von Testzentren. Auch muss die installierte Prüftechnik möglichst universell für die unterschiedlichsten Prüflinge einsetzbar sein.

Das EMV-Testzentrum der Wehrtechnischen Dienststelle 81 der Bundeswehr in Greding (WTD81) – es zählt zu den größ-ten weltweit – ist ein Musterbeispiel hinsichtlich Flexibilität, Vielseitigkeit und Einsetzbarkeit für vollautomatische Messun-gen. Rohde&Schwarz hatte es bereits 1989 mit kompletter Messtechnik ausgerüstet, in den letzten Jahren wurde es im Rahmen der Erneuerung und Erweiterung auf den neuesten Stand gebracht.

Ausgeklügeltes Konzept nutzt die Systemressourcen optimal

Die Zeitplanung jedes Entwicklungsprojekts und damit auch die Festlegung der damit einhergehenden EMV-Prüfungen müssen im Laufe einer Entwicklung häufig angepasst werden. Die Entwickler sind ständig mit den Fragen konfrontiert, ob ein Prüfling modifiziert werden muss, ob dies vor Ort durch-geführt werden kann oder ob ein weiterer Testtermin notwen-dig ist. Oft ist auch die Messdauer und damit die Belegung des Labors nicht genau zu bestimmen. Moderne EMV-Test-zentren müssen also dem Spannungsfeld zwischen nicht planbarem, kurzfristigem Bedarf an Testkapazität und effizien-ter, lückenloser Auslastung gerecht werden.

Diese Vorgaben waren Maßstab bei der Konzeption des EMV-Testzentrums der Wehrtechnischen Dienststelle 81 der Bundeswehr. Für die Messungen stehen eine große und eine kleine Absorberhalle sowie eine Modenverwirbelungs-kammer zur Verfügung. Jeder Messhalle ist eine Mess-warte mit Messempfänger, Signalgenerator, Leistungsmes-ser, Prüflingsüberwachung und Mess-Software ¸EMC32 von Rohde&Schwarz fest zugeordnet (BILD 3). In einem

Auf modernstem Stand: EMV-Test zentrum der Bundeswehr

BILD 2 Die Verstärker sind in einem zentralen, abgeschirmten Raum

untergebracht und den jeweiligen Messhallen beliebig zuordenbar.

geschirmten zentralen Verstärkerraum stehen für Frequen-zen zwischen 9 kHz und 100 MHz Verstärker mit Leistungen von 5 kW und 10 kW, für Frequenzen zwischen 80 MHz und 1 GHz Verstärker mit 2 kW und 5 kW bereit (BILD 2 und 4).

NEUES 197/08 35


36

Die erforderliche Leistung ist abhängig vom jeweiligen Test, also z.B. von der Prüfschärfe, dem Messabstand oder von der verwendeten Antenne. Nicht immer ist die maximal mögli-che Leistung an allen Messplätzen erforderlich. Deshalb sind die Verstärker den einzelnen Messhallen oder – für System-tests und -kalibration – den Lastwiderständen frei zuorden-bar und gewährleisten effizienten Messbetrieb mit den jeweils geeignetsten Verstärkern. Bei Bedarf steht in jedem Mess-raum auch die maximale Leistung zur Verfügung. Die vorhan-dene Redundanz erhöht die Systemverfügbarkeit, so dass der Messbetrieb z.B. auch während Wartungsarbeiten ohne Ein-schränkungen weiterlaufen kann.

Kompromisslos in puncto Sicherheit

Ein wichtiger Planungs aspekt, der keine Kompromisse zulässt, ist die Sicherheit des Systems. Die Risiken im Umfeld von EMV-Messungen sind bekannt: Ein falsch gestecktes Kabel kann nicht nur die Messung verfälschen, sondern bei hohen HF-Leistungen auch das Messsystem und den Prüfling beschädigen oder im schlimmsten Fall sogar zerstören – z.B. dann, wenn das elektromagnetische Feld versehentlich am falschen Messplatz erzeugt wird.

In Greding sind solche Konfigurationsfehler ausgeschlos-sen. Dies gewährleisten die fest installierte HF-Verkabe-lung zusammen mit der automatischen Relais-Umschaltung. Der Status jedes Leistungsrelais wird vor Freigabe des Pfa-des zurückgemeldet. Auch die Festlegung der Verstärkerzu-ordnung an einer zentralen Stelle vermeidet jeglichen Konfi-gurationskonflikt. Dabei wurden im Rahmen eines völlig neu gestalteten Sicherheitskonzepts nicht nur alle Hallentüren in den Sicherheits-Kreis aufgenommen, vielmehr berücksichtigt die Interlock-Meldung auch weitere wichtige Parameter des Testsystems:

BILD 3 Jeder Messhalle ist eine eigene Messwarte mit Messempfänger, Signalgenerator, Leistungsmesser, Prüflingsüberwachung und Mess-Software

von Rohde&Schwarz fest zugeordnet.


Druck und Temperatur des Kühlwassers der Verstärker JTemperatur des Verstärkerraums JEndstellung der HF-Relais JKorrektes Einrasten der Antennen in H- und V-Position JKühlung des E/H-Generators J

Zur Sicherheit des Bedienpersonals tragen nicht nur große Leuchtanzeigen an den Eingangstüren zu den Hallen bei, zusätzlich lässt sich mit einer „Manntaste“ der Sicherheits-kreis beim Betreten der Hallen dauerhaft öffnen. Jedem Ver-stärker ist die jeweilige Sicherheitsschleife des Messplatzes zugeordnet. Damit ist sichergestellt, dass z.B. beim Öff-nen einer Hallentür der richtige Verstärker abgeschaltet wird, ohne den Messbetrieb in den anderen Räumen zu beein-trächtigen. Der Bediener erhält die Signalisierung des System- und Sicherheitsstatus direkt an den Arbeitsplatz. Zusätzlich erkennt die Mess-Software ̧ EMC32 von Rohde&Schwarz automatisch die Konfiguration und berücksichtigt sie im Messablauf. Eine detaillierte Anzeige des kompletten

Systemstatus einschließlich des Zustands jedes einzelnen Sicherheitsschalters erfolgt zentral und erlaubt die schnelle Lokalisierung und Fehlersuche.

Eine weitere wichtige Voraussetzung für die effiziente Nut-zung des Messsystems ist die schnelle und flexible Über-wachung der Funktion von Prüflingen verschiedenster Art. Wegen der Komplexität vieler Prüflinge stößt ein rein visuel-les Monitoring schnell an Grenzen. Hier bietet das EMV-Test-system in Greding verschiedenste Kommunikationsmöglich-keiten, bis hin zur Überwachung kompletter Fahrzeuge über deren Bussystem. Komplexe Prüflinge sind häufig bereits mit einer eigenen software-basierten Prüfumgebung ausge-stattet, über die der Datenaustausch mit der EMV-Software ¸EMC32 per TCP/IP einfach hergestellt werden kann. In diesen Fällen kann die Software die Störfestigkeit verschiede-ner Komponenten des Prüflings mit einer einzigen Messung bestimmen.

BILD 4 Gestell zum Steuern der Verstärkerumschaltung im Verstärker-

raum und im Hintergrund das dazugehörige HF-Leistungsschaltfeld.

BILD 5 Streifenleitung für den Test von Komponenten. Durch den

abnehmbaren Tisch ist das System auch für geleitete Messungen

einsetzbar.

NEUES 197/08 37


38

Feldstärken für jeden Bedarf

Durch seine effiziente Felderzeugung erreicht das Testsystem über den gesamten Frequenzbereich von 9 kHz bis 40 GHz lückenlos eine Minimalfeldstärke von 200 V/m und deckt damit alle Prüfschärfen des MIL-STD 461 ab. Dies gilt auch für Tests großer Prüflinge bei den dafür erforderlichen größeren Messentfernungen.

Unterhalb von 20 MHz erfolgt die Felderzeugung geleitet mit-tels E/H-Generatoren. Die verwendete Streifenleitung (Strip-line) erzeugt außer der elektrischen auch die magnetische Feldkomponente in beiden Polarisationen, was den Verhält-nissen im realen Umfeld entspricht. Durch den abnehmba-ren Tisch bei der Streifenleitung für Komponententests ist der Messaufbau auch für geleitete Tests einsetzbar (BILD 5). Oberhalb von 80 MHz stehen gerichtete, leistungsfeste und kompakte LPD-Antennen zur Verfügung (BILD 8). Sowohl die Streifenleitung als auch die LPD-Antennen sind bewährte Komponenten, die seit Jahren eingesetzt werden.

BILD 6 Der Breitbanddipol ̧ HK5000 von Rohde&Schwarz erzeugt

dank seines hohen Wirkungsgrads sehr hohe Feldstärken im Frequenzbe-

reich 20 MHz bis 100 MHz.

Besonders kritisch ist der Frequenzbereich zwischen 20 MHz und 100 MHz, da es hier aufwendig ist, hohe Feldstärken zu erreichen. Beim EMV-Testzentrum in Greding kommt dafür der speziell entwickelte Breitbanddipol ¸HK5000 zum Einsatz (BILD 6). Er ist gegenüber den bisher verwendeten, stark ver-kürzten LPD-Antennen nicht nur deutlich kompakter, sondern benötigt um 50 % weniger Eingangsleistung bzw. erzielt mit bis zu 10 kW Leistung eine deutlich höhere Feldstärke. Damit ist diese Frequenzlücke effizient geschlossen.

Ein zweiter wichtiger Aspekt ist die Felderzeugung im Mikro-wellenbereich, vor allem für den Test der Beeinflussung durch Radargeräte im militärischen, aber auch im zivilen Bereich. Zwei mobile EMV-Testsysteme mit Verstärkern von 200 W bzw. 500 W erzeugen bis 18 GHz gepulste und ungepulste Felder mit Stärken bis 600 V/m (BILD 7). Bei 40 GHz erge-ben sich jedoch bereits bei kurzen, flexiblen Hohlleitern von 3 m Länge hohe Verluste von 4,5 dB, also 65 % der Leis-tung. Diese Längen sind aber notwendig, da im Mikrowellen-bereich nicht der komplette Prüfling, sondern lediglich seine

BILD 7 Mobile Testsysteme erzeugen bis 18 GHz gepulste und unge-

pulste Felder mit Stärken bis 600 V/m.


BILD 8 Kompakte LPD-Antennen erzeugen oberhalb von 80 MHz die für Tests erforderlichen gerichteten elektromagnetischen Felder.

kritischen Bereiche bestrahlt werden. Diese können auch an unzugänglicheren Orten, z.B. in einem Fahrzeug, plat-ziert sein. Die Lösung sind von den Vorverstärkern abgesetzte, direkt an der Antenne betriebene Verstärker (BILD 1). Hiermit lassen sich mit 40 W bereits Feldstärken zwischen 200 V/m und 300 V/m in einem Abstand von 1 m erzielen.

Fazit

Das von Rohde&Schwarz in enger Zusammenarbeit mit der Wehrtechnischen Dienststelle 81 der Bundeswehr in Greding erstellte Systemkonzept kombiniert die optimale Nutzung der Systemressourcen und eine effiziente Felderzeugung mit einem hohen Automatisierungsgrad und der Sicherheit durch reproduzierbare Messabläufe. Das realisierte Systemkonzept erfüllt die hohen Anforderungen an ein Testhaus bezüglich Qualität und Flexibilität hervorragend.

Jürgen Kausche; Werner Leimer

Rohde&Schwarz – Weltmarktführer bei EMV-TestlösungenRohde&Schwarz liefert den kompletten Bereich an Mess-ausrüstungen aus einer Hand. Jahrzehntelange Erfah-rung und ein vollständiges Gerätespektrum schaffen die Voraussetzung, selbst Großsysteme für die Messung von Störbeeinflussung errichten und übergeben zu können – schlüsselfertig. Die Geräte erfüllen sowohl in elektrischer als auch in mechanischer Hinsicht alle internationalen Standards. Zum Portfolio gehören:

Komplette schlüsselfertige EMV-Testzentren für Mes- Jsungen der elektromagnetischen Verträglichkeit und Störfestigkeit (EMI und EMS)EMI-Messempfänger und Spektrumanalysatoren für JCompliance- und Precompliance-MessungenEin umfassendes Paket an Zubehör JAusgefeilte EMV-Mess-Software J

NEUES 197/08 39


40

Kostengünstiger EMV-Messempfä nger für das Entwicklungslaborder neue EMV-Messempfänger r&S®ESL vereint zwei Geräte in einem: Er misst

EMV-Störungen nach dem neuesten Stand der Normung und ist zudem ein voll-

wertiger Spektrumanalysator für vielfältige Laboranwendungen – das ideale Gerät

für kleine Budgets.

EMV / fELdSTärKE | Messempfänger

Kostengünstiger EMV-Messempfä nger für das Entwicklungslabor

BILD 1 Entwicklungsbegleitende Diagnose-

messungen mit dem R&S®ESL und Nahfeld-

Sondensatz R&S®HZ-14.

Viel Messtechnik für kleine Budgets

Jedes elektrische Gerät – sei es ein PC, ein Haushaltsgerät oder die Steuereinheit für einen PKW – muss auf seine elek-tromagnetische Verträglichkeit geprüft werden. Die Erfah-rung zeigt, dass das frühzeitige Berücksichtigen der EMV-An-forderungen und Kontrollieren der EMV-Maßnahmen in der Entwicklungsphase die Zertifizierung des fertigen Produkts erleichtert und teure Nachentwicklungen vermeidet.

Compliance-Messempfänger wie der R&S®ESU oder der R&S®ESCI sind für Diagnose- oder Übersichtsmessungen oft überdimensioniert und zu kostspielig. In solchen Fällen fin-det ein preisgünstiges Gerät wie der R&S®ESL (BILD 1) seinen Platz, der neben seiner Funktion als Störmessempfänger auch als vollwertiger Spektrumanalysator einsetzbar ist. BILD 2 zeigt einen Überblick über die verschiedenen Modelle.

NEUES 197/08 41


42

Schnell und sicher messen durch automatische Messabläufe

Untersuchungen der Störemissionen eines Prüflings führt der R&S®ESL entweder rein manuell oder mittels teil- oder voll-automatischer Messabläufe durch. Der automatisierte Mess-ablauf garantiert reproduzierbare Ergebnisse, spart erheblich Messzeit und erleichtert den Anwendern, die EMV-Tests nicht regelmäßig durchführen, die Messung. Unabhängig davon, ob die Störspannung, Störleistung oder Störfeldstärke gemes-sen wird, besteht solch ein automatischer Testablauf aus drei Phasen:

Einer schnellen Übersichtsmessung mit Peak- (und Ave- Jrage-) Detektor; Grundlage ist die frei programmierbare Scan-Tabelle, die die Frequenzbereiche und Empfängerein-stellungen wie Bandbreite und Messzeit festlegt.Ermittlung derjenigen Frequenzen, deren Pegelwerte in der JNähe oder oberhalb der vorgegebenen Grenzwerte liegen (Datenreduktion).Der automatischen Nachmessung mit den CISPR-Detekto- Jren nur auf diesen kritischen Frequenzen.

Alle Parameter für die Datenreduktion und die Nachmessung auf den kritischen Frequenzen können schnell und übersicht-lich in einem Fenster konfiguriert werden (BILD 3).

BILD 3 Einstellfenster für Datenreduktion und Nachmessung. Die Nach-

messfrequenzen werden entweder für die absoluten Peaks oder als Teilbe-

reichsmaxima (Subrange) automatisch ermittelt. Die relative Größe eines

Störpegels (Peak Excursion), sein Abstand zum Grenzwert (Margin) und

die maximale Anzahl sind einstellbar (1 bis 500). Die Nachmessung auf

den ermittelten Frequenzen läuft dann wahlweise vollautomatisch oder

interaktiv ab.

BILD 4 Ergebnis einer Übersichtsmessung der Störspannung mit gleich-

zeitiger Peak-Bewertung (gelbe Kurve) und Average-Bewertung (blaue

Kurve). Die in der Datenreduktion ermittelten kritischen Frequenzen für die

Nachmessung sind durch entsprechende Symbole gekennzeichnet. Der

R&S®ESL stellt bis zu sechs Messkurven mit unterschiedlichen Bewer-

tungsdetektoren gleichzeitig dar; jede Messkurve hat im Empfängerbe-

trieb max. 1 Mio. Messpunkte.

Modell Frequenzbereich Mitlaufgenerator¸ESL3, Modell 03 9 kHz bis 3 GHz –

¸ESL3, Modell 13 9 kHz bis 3 GHz 1 MHz bis 3 GHz

¸ESL6, Modell 06 9 kHz bis 6 GHz –¸ESL6, Modell 16 9 kHz bis 6 GHz 1 MHz bis 6 GHz

BILD 2 Die verschiedenen Modelle des ¸ESL.

Netznachbildungen fernsteuern mit dem R&S®ESL

Die Störspannungsmessung erfasst Störungen, die auf Netz-leitungen im unteren Bereich des HF-Spektrums auftreten. Die Koppeleinrichtung für diese leitungsgebundenen Störsi-gnale ist meist eine V-Netznachbildung, an die die Netz- und Messsignalleitungen angeschlossen werden. Grenzwerte gibt es z.B. gemäß den CISPR-Produktnormen für den Bereich 9 kHz bzw. 150 kHz bis 30 MHz (BILD 4). Zur Ermittlung der maximalen Störaussendung ist die Messung auf allen Phasen der Netzleitung durchzuführen.

Rohde&Schwarz bietet für diese Messung die 2-Leiter-V-Netz-nachbildung R&S®ENV216 und die 4-Leiter-V-Netzbachbildun-gen R&S®ESH2-Z5 und R&S®ENV4200 an. Über ein Steuer-kabel schaltet der R&S®ESL automatisch die verschiedenen Phasen der Netznachbildung um (BILD 5).


BILD 5 Fenster zur Auswahl der angeschlossenen Netznachbildung von

Rohde&Schwarz und zur ferngesteuerten Phasenumschaltung für die

automatische Übersichts- und Nachmessung.

BILD 6 Endergebnis einer automatischen Störspannungsmessung. Die

Nachmessung mit Quasipeak- und Average-Bewertung erfolgt auf den mit

der schnellen Übersichtsmessung ermittelten kritischen Frequenzen. Die

Phase des Störmaximums und der Abstand zum Grenzwert werden direkt

angezeigt.

Im nächsten Schritt reicht ein R&S®ESL zusammen mit einer Breitbandantenne bereits aus, um auf einem Freifeldmess-platz oder in einer Schirmkammer einen sicheren Überblick über die gestrahlten Störaussendungen des gesamten Mess-objekts zu gewinnen. Auto-Ranging und Übersteuerungs-erkennung führen auch hier zu reproduzierbaren und ver-lässlichen Ergebnissen. Der R&S®ESL6 deckt mit seinem Frequenzbereich bis 6 GHz die meisten zivilen Normen ab, z.B. die CISPR 22 für Informationstechnische Ausrüstung, die 2005 bis 6 GHz erweitert wurde.

Universeller Spektrumanalysator für den täglichen Einsatz im Labor

Der R&S®ESL ist als vollwertiger Spektrumanalysator auch für den allgemeinen Einsatz in Labor, Entwicklung oder im Ser-vice bestens qualifiziert. Im „Spectrum Mode“ sind Handha-bung und Bedienfunktionen identisch mit denen der Analy-satoren der Familie R&S®FSL. Wie diese bietet der R&S®ESL zahlreiche komplexe Messfunktionen für eine Vielzahl klassi-scher Analysatoranwendungen. Dazu gehören u.a. vorkonfi-gurierte wie frei konfigurierbare Messungen der Kanal- und Nachbarkanalleistung, der belegten Bandbreite, Funktionen zur Burstleistungsmessung, Intermodulations- (BILD 7) und Rauschzahlmessungen.

In der Nachmessung ermittelt der R&S®ESL die Störpegel auf den ausgewählten Phasen und sucht anschließend das Stör-maximum. Überschreitungen der ausgewählten Grenzwert-linien zeigt er in der Ergebnistabelle der Nachmessung an (BILD 6). So führt er eine Störspannungsmessung vollautoma-tisch durch. Die aktive Übersteuerungserkennung mit Auto-range-Funktion hält den Eingangspegel automatisch im opti-malen Bereich und sorgt für stets gültige Messwerte.

Eine Auswahl wichtiger Grenzwerte (LIMIT LINES) für Stör-spannungen, Störleistungen und Störfeldstärken kommer-zieller Standards ist im R&S®ESL bereits enthalten. Neue Grenzwertlinien können in Tabellenform eingegeben und gespeichert werden.

Störfeldstärkemessungen mit dem R&S®ESL

Neben der Störspannungsmessung bei tiefen Frequenzen ist die Messung der Störfeldstärke ab 30 MHz für die meisten Produktstandards die vorgeschriebene Methode zur Beurtei-lung von Störaussendungen. Während der Entwicklungs-phase ist es am einfachsten, EMV-Hotspots auf Baugrup-penebene mit Nahfeldsonden aufzuspüren. Die Sondensätze R&S®HZ-11, R&S®HZ-14 oder R&S®HZ-15 für E- und H-Feld-Messungen leisten hier gute Dienste (BILD 1).

NEUES 197/08 43


44

Auch im Spektrumanalysatorbetrieb sind Übersichtsmes-sungen des Störemissionsspektrums mit allen verfügbaren Bandbreiten darstellbar. Der Anwender kann zwischen den normenkonformen CISPR-Bandbreiten (einschl. 1-MHz-Im-pulsbandbreite) und 3-dB-Bandbreiten (10 Hz bis 10 MHz) wählen. Mit dem Umschalten auf logarithmische Skalie-rung erzeugt die Sweep-Darstellung Messkurven, die mit den gewohnten Messempfängerdiagrammen direkt vergleich-bar sind, einschließlich der zugehörigen Grenzwertlinien. Die Anzahl der Messpunkte ist im Analysatorbetrieb über einen weiten Bereich einstellbar (125 bis max. 32001 pro Messkurve).

Die beiden R&S®ESL-Grundmodelle sind auch mit eingebau-tem Mitlaufgenerator verfügbar, die den vollen Frequenzbe-reich des jeweiligen Messempfängermodells abdecken. Damit führt der R&S®ESL schnell und einfach Messungen von Fre-quenzgang und Dämpfung an Filtern oder Kabeln durch. Der n-dB-Marker bestimmt z.B. die 3-dB-Bandbreite eines Bandpassfilters auf Knopfdruck. Mit einer externen VSWR-Messbrücke misst der Empfänger Rückflussdämpfung bzw. Anpassung.

BILD 7 Intermodulationsmessung mit R&S®ESL: Auf Tastendruck lässt

sich der Intercept-Punkt 3. Ordnung (IP3) aus dem Spektrum bestimmen.

Die Nutzträger werden automatisch erkannt und die Intermodulationssei-

tenbänder daraus ermittelt. Mit maximal 95 dB bietet der Empfänger einen

sehr guten Dynamikbereich. Eine HF-Dämpfungseinstellung in 5-dB-

Schritten erleichtert die optimale Pegeleinstellung.

BILD 8 Diagnosemessung mit dem R&S®ESL an ungeschirmten

Telekommunikations-Anschlüssen mit Achtdraht-ISN R&S®ENY81

und EMV-Messsoftware R&S®ES-SCAN.


Optionen zum R&S®ESLR&S®FSL-B4: Ofenquarzreferenz (OCXO) J Alterung 1 × 10–7/JahrR&S®FSL-B5: Zusätzliche Schnittstellen J (Video-Ausgang, ZF-Ausgang, Steuerausgang Rauschquelle, Fernsteuer-Schnittstelle für Netznachbildung, Schnittstelle für R&S®NRP-Leistungsmessköpfe)R&S®FSL-B8: Gated-Sweep-Funktion JR&S®FSL-B10: IEC-Bus-Schnittstelle J (GPIB)R&S®FSL-B22: HF-Vorverstärker J (3/6 GHz)R&S®FSL-B30: DC-Stromversorgung J 12 V bis 28 VR&S®FSL-B32: NiMH-Akkupack J

Software / FirmwareEMV-Messsoftware R&S®ES-SCAN JMessdemodulatoren für AM, FM, φM JLeistungsmessung mit R&S®NRP-Leistungsmessköpfen JApplikations-Firmware für Rauschzahl- und Verstärkungsmessungen J

Hochgenaue Leistungsmessungen unterstützt der R&S®ESL mit der Option R&S®FSL-K9. Damit kann der Anwender alle Messköpfe des Leistungsmessers R&S®NRP direkt an den Empfänger anschließen und benötigt keinen separaten Leistungsmesser.

Diagnosemessungen leicht gemacht mit der EMV-Messsoftware R&S®ES-SCAN

Die EMV-Messsoftware R&S®ES-SCAN ist die ideale Ergän-zung zum R&S®ESL. Sie ist eine kostengünstige und anwen-derfreundliche Windows®-Software, die speziell für entwick-lungsbegleitende EMV-Messungen entwickelt wurde (BILD 8). Die Hauptanforderungen der Störemissionsmesstechnik nach zivilen Standards sind hier in einer sehr einfach zu bedienen-den Software zusammengefasst:

Kurzdaten R&S®ESL3 / R&S®ESL6Frequenzbereich R&S®ESL3 9 kHz bis 3 GHz

R&S®ESL6 9 kHz bis 6 GHzAuflösebandbreiten (–3 dB) 10 Hz bis 10 MHz; Stufung 1 / 3 / 10 zusätzlich 20 MHz (im Zero-Span und Empfängerbetrieb)EMI-Bandbreiten (–6 dB) 200 Hz, 9 kHz, 120 kHz, 1 MHz (Impulsbandbreite)Pegelmessunsicherheit 10 MHz < f ≤ 3 GHz <0,5 dB 3 GHz < f ≤ 6 GHz <0,8 dB1-dB-Kompressionspunkt nominal +5 dBmImpulsfestigkeit 150 V / 10 mWs (10 μs)Eigenrauschanzeige (DANL) mit Vorverstärker 50 MHz bis 3 GHz <–152 dBm (1 Hz)

500 MHz typ. –162 dBm (1 Hz)

Messeinstellung und Speicherung JScan- und Sweep-Datenerfassung und -Anzeige JAutomatische Datenreduktion JSpitzenwert-Ermittlung mit Akzeptanzanalyse JAnzahl der kritischen Peaks oder Teilbereiche wählbar JEndmessung mit Worst-Case-Ermittlung (z.B. bei Netznach- Jbildungen mit automatischer Phasenumschaltung)Report-Erstellung und Messdatenspeicherung J

Fazit

Leistungsstark, kompakt und preisgünstig lässt sich der R&S®ESL vielseitig und mobil in Entwicklungsabteilungen sowie für Vormessungen in EMV-Labors und Testhäusern ein-setzen. Dabei unterstützt er den Anwender mit einem vollwer-tigen Analysatorbetrieb, automatischen Messabläufen und den neuesten Bewertungsdetektoren nach CISPR 16-1-1.

Matthias Keller; Karl-Heinz Weidner

NEUES 197/08 45


BILD 1 Nosto odit utpat aut pra-

tem zzriure volore cons alisisi

eratum velenim vel iureet praessi.

46

digitaler Video-Signalgenerator für den Test moderner Anzeigegeräteder r&S®dVSG bietet die derzeit größte Vielfalt an Schnittstellen und Testsignalen in nur einem Gerät. Er

generiert sowohl analoge als auch digitale Video- und Audiosignale und enthält einen MPEG-2-Transport-

strom-recorder und -Player.

Schnittstellen und Signale selbst für anspruchsvollste Szenarios

Die altbekannte Kathodenstrahlröhre hat weitgehend aus-gedient, neue Anzeigetechnologien erobern stürmisch den Markt (siehe Seite 48). Mit dieser Entwicklung gehen neue Schnittstellen und Signale einher – mit dem entsprechenden Bedarf für Tests in der Entwicklung, Fertigung und in der Qua-litätssicherung. Genau dafür wurde der neue Digital Video Signal Generator R&S®DVSG entwickelt (BILD 1). Er bietet alle

gängigen analogen und digitalen Video- und Audio-Schnittstellen (BILD 3) sowie Testsignale für SDTV und HDTV zum Prüfen moderner TV-Displays und Beamer. Die gleichzeitige Verfügbarkeit der Signale an allen1) kompatiblen Schnittstellen vereinfacht die Tests zusätzlich. Der Generator kann als Besonderheit kom-plexe Bewegtbildsequenzen in hoher Auflösung aus-geben. Dies ist Voraussetzung für den Test wichtiger grundlegender Eigenschaften moderner Anzeigege-räte, speziell dafür entwickelte Testsignale gehören

BILD 1 Der R&S®DVSG ist eine prä-

zise Signalquelle mit allen modernen

digitalen Schnittstellen und entspre-

chenden Testsignalen – auch im HD-

Format und mit Bewegtbildsequenzen.

Er ist auch als reiner Transportstrom-

Player und -Recorder einsetzbar.

rUNdfUNK | Signalgeneratoren

Bedienoberfläche

fortschrittsbalken mit Zeitangaben

Videoformat

Eigenschaften Audiosignal

Wahl der Gerätefunktion

Gewählte Gerätefunktion

Wiedergegebene datei

Einstellungen zur gewählten Gerätefunktion

Übersicht Schnittstellen:Auswahl ermöglicht Schnittstellen-Einstellungen;farbe signalisiert Status2) (grün / rot: Signal ist mit Schnittstelle kompatibel / nicht kompatibel)

Eigenschaften Videosignal

daher zum Lieferumfang (BILD 6). So können Formatkon-vertierung einschließlich De-Interlacing, Kompensation der Bewegungsunschärfe, Overdrive, Rauschunterdrückung und viele weitere Funktionen einfach und schnell getestet werden.

Der R&S®DVSG verfügt über zwei Funktionen zum Erzeugen der Audio- und Videosignale:

Sequenzielle Ausgabe von im Speicher abgelegten unkom- Jprimierten Bildern in EchtzeitDecodierung von in Transportströmen enthaltenen Video- Jund Audio-Daten (Live-Zuführung oder von Festplatte)

Bei der sequenziellen Ausgabe ist jeder Bildpunkt durch die Vorlage individuell vorgegeben. So können z.B. kontinuierli-che Helligkeits- und Farbverläufe ohne Stufen erzeugt werden. Die im Lieferumfang enthaltenen Signale sind frei von Kom-primierungsartefakten und für jede Auflösung sorgfältig gene-riert. Diese Signalsammlung ist außerdem vom Anwender auf einfache Weise individuell erweiterbar. So können beispiels-weise beliebige auf einem PC erstellte Bilder im BMP-Format zum Generieren des Videosignals im R&S®DVSG genutzt wer-den. Die Funktion eignet sich sowohl für den Einsatz in der Entwicklung als auch in der Fertigung.

Einzige Ausnahme: Die SCART- und D4-Schnittstelle können nicht gleichzeitig ange-1) steuert werden. HDTV-Signale können zum Beispiel nicht auf einer Composite-Schnittstelle ausgege-2) ben werden.

Digital VideoHDMI JDVI (über HDMI-Stecker) JSDI / HD-SDI J

Analog VideoRGB / YPbPr JVGA JS-Video JCCVS JSCART JD4 J

Digital AudioHDMI JSDI / HD-SDI (embedded Jaudio)S/PDIF J

Analog AudioSCART JRCA J

BILD 3 Die Schnittstellen am ¸DVSG.

BILD 2 Bedienoberfläche der Option AV Signal Player Option zum R&S®DVSG: Wiedergabe eines Videosignals mit Audioanteil.

NEUES 197/08 47


Bewegungsunschärfe

Kathodenstrahlröhre (Impuls-Technologie) LCD (Hold-Technologie)

Position von Balkenkante undbetrachtetem Punkt am Display

Position der Balkenkanterelativ zum betrachteten Punkt

A t1t2t3t4

B t1t2t3t4

C t1

wahrgenommene Balkenkante

A t1t2t3t4

B t1t2t3t4

C t1

Position von Balkenkante undbetrachtetem Punkt am Display

Position der Balkenkanterelativ zum betrachteten Punkt

wahrgenommene Balkenkante

48

Die wichtigsten Neuerungen …Bisher waren darzustellendes Signal und Anzeigegerät aufeinander abgestimmt. Es wurden pro Sekunde 50 / 59,94 Halbbilder (Europa / USA) mit 576 / 480 aktiven Zeilen pro Vollbild übertragen. Eine Katho-denstrahlröhre erzeugte das Bild. Bei diesen leuchteten die einzel-nen Punkte / Zeilen bei Ansteuerung nur einen kurzen Moment auf (deutlich kürzer als die volle Bilddauer von 20 ms), mit der Folge eines leicht wahrnehmbaren Flimmerns des Bildes. Die Schnittstel-len der Anzeigegeräte waren für analoge Signale in Standardauflö-sung ausgelegt.

Inzwischen sind Anzeigegeräte in LCD-, Plasma- oder DLP-Technolo-gie für deutlich höhere Auflösungen (im Konsumbereich bis 1080 p) im Angebot (BILD 4). Die Auflösung ist wie bei Kathodenstrahlröhren fest vorgegeben, sie ist allerdings nicht für alle Anzeigegeräte einheit-lich. Zum Erzielen größerer Helligkeit und zum Unterdrücken wahr-nehmbarer Zeilenstrukturen ist die Darstellung in der Regel progressiv. Die Anzeige flimmert nicht, da die einzelnen Pixel fast während der gesamten Dauer eines Bildes leuchten. Außer Eingängen für HF-Si-gnale wie DVB-T oder ATSC / 8VSB verfügen die Anzeigegeräte über Schnittstellen zum Anschluss lokaler Signalquellen. Hier findet spe-ziell die HDMI-Schnittstelle immer mehr Verwendung, da sie sowohl Bild als auch Ton gleichzeitig digital in hoher Qualität übertragen kann. Viele Hersteller integrieren zusätzliche Verfahren zur Bildverbesserung. Diese sollen z.B. Rauschen, Blocking und Film-Judder unterdrücken oder Kontrast, Schärfe und Farbe verbessern.

… und ihre KonsequenzenIn neueren Geräten stimmen Bildauflösung und physikalische Auf-lösung des Anzeigegeräts oft nicht überein, z.B. bei der Darstel-lung eines SDTV-Signals auf einem modernen LCD-Display. Soll die gesamte Anzeige fläche genutzt werden, muss im Anzeigegerät die Auflösung des empfangenen Signals hochgerechnet (skaliert) werden. Weiterhin sind Interlaced-Formate in progressive Formate umzurech-nen. Die Qualität des dargestellten Bildes hängt also von der Güte der Formatkonvertierung im Anzeigegerät ab. Außerdem führt die

Eigenschaft neuerer Anzeigetechnologien, die einzelnen Pixel für fast die gesamte Dauer eines Bildes anzusteuern, bei bewegten Objekten zu einer wahrnehmbaren Bewegungsunschärfe (motion blur, BILD 5). Die Hersteller versuchen, die Bewegungsunschärfe durch spezielle Verfahren wie beispielsweise 100-Hz-Bildwiederholrate mit Zwischen-bildberechnung zu unterdrücken. Ein weiterer Effekt ist, dass die ein-zelnen Anzeigepunkte eine gewisse Schaltzeit brauchen, bis sie ihre volle Leuchtstärke erreichen. Diese Eigenschaft kann mit Overdrive-Technik minimiert werden, bei der ein Anzeigepunkt zunächst „über-steuert“ wird, damit er schneller seinen Sollwert erreicht.

Bisherige Technik Neue Technologien

Bilderzeugung

Kathodenstrahlröhre (576 / 480 Zeilen interlaced)

Plasma-, LCd- und dLP-Technologie (typ. physikalische Auflösungen TV: 1366 × 768, 1920 × 1080, progressiv)

Schnittstellen

Nur SdTV: Composite, Komponenten, S-Video, Scart

SdTV und HdTV: Komponenten, dVI, HdMI

Videoformat

576 / 480 × 720 interlaced u.a. 1280 × 720 und 1920 × 1080 mit unterschiedlichen Bildwiederholraten, progressiv oder interlaced

Bildverbesserung

Unterdrückung von rauschen, Blocking und film-Judder; Verbesserung von Kontrast, Schärfe und farbe u.a.

BILD 4 Die wesentlichen Unterschiede zwischen bisherigen und den

neuen Anzeigetechnologien.

Neue Anzeigetechnologien erfordern neue Signale und maßgeschneiderte Messtechnik

BILD 5 Anzeige bewegter

Elemente.

Oberer Teil: Das Foto des horizon-

tal bewegten Schriftzugs „R&S“

zeigt die Bewegungsunschärfe

am LCD-Display. Bei dem Katho-

denstrahlgerät ist keine Unschärfe

erkennbar.

Unterer Teil: Veranschaulichung

der Wahrnehmung einer horizon-

tal bewegte Balkenkante zur Erklä-

rung der Bewegungsunschärfe.

Für die Veranschaulichung wurden

pro Bild (A, B und C) vier Betrach-

tungszeitpunkte (t1 bis t4) gewählt.


BILD 6 Zahlreiche, zum Teil sehr aufwendige

Testsequenzen sind bereits im Lieferumfang

des Digital Video Signal Generators R&S®DVSG

enthalten.

Mit der Funktion zum Decodieren von Transportströmen wer-den Video- und Audio-Inhalte beliebiger Transportströme wie-dergegeben. Die Bedienoberfläche zeigt BILD 2. Diese flexible Funktion ist speziell in der Entwicklung und in der Qualitäts-sicherung hilfreich, da mit ihr einfach der Umgang des Anzei-gegeräts mit komplexen, kritischen oder typischen Szenen, wie sie im Alltag vorkommen, geprüft werden kann. Durch die Nutzung des universellen Transportstrom-Formats kann quasi jede Live-Situation nachgestellt werden. Erforderlich ist lediglich die Aufnahme eines beliebigen Transportstroms mit entsprechenden Signalen, wie man sie mit jedem Recorder machen kann.

Der R&S®DVSG enthält bereits einen eingebauten Transport-strom-Recorder / -Player. Mit nur einem Gerät lassen sich also Transportströme aufnehmen und die enthaltenen Video- und Audio-Inhalte für die Signalerzeugung verwenden. Bei die-ser Anwendung kann der im R&S®DVSG enthaltenen Deco-der zusätzlich zur Kontrolle verwendet werden. Dazu wird ein Programm des Transportstromes über einen am R&S®DVSG angeschlossenen Bildschirm ausgegeben und mit dem vom Prüfling ausgegebenen Bild verglichen. Der Transportstrom-Recorder / -Player ermöglicht den Test von Multiplexern, Decodern und allen weiteren Komponenten zur Transport-stromverarbeitung. Zusammen mit einem Modulator, etwa dem R&S®SFE oder R&S®SFE100, bildet der R&S®DVSG ein kompaktes und leistungsstarkes System zum Test von Set-Top-Boxen.

Fazit

Entwicklung und Test moderner Anzeigegeräte stellen neue Anforderungen. Dazu gehören präzise Signalquellen mit allen modernen digitalen Schnittstellen und entsprechende Test-signale – auch im HD-Format und mit Bewegtbildsequen-zen. Der neue Digital Video Signal Generator R&S®DVSG von Rohde&Schwarz ist genau auf diese Anforderungen spe-zialisiert. Er ist aber auch als reiner Transportstrom-Player und -Recorder einsetzbar, eine Anwendung, für die er sich besonders durch umfangreiche Signalbibliotheken und ein sehr gutes Preis/Leistungs-Verhältnis auszeichnet. Zusätzlich zum Einsatz in Entwicklung und Produktion von TV-Displays ist der R&S®DVSG auch bestens für Serviceanwendungen und für Testhäuser sowie im professionellen Studio-Bereich verwendbar.

Thomas Tobergte

„Horizontal Moving Color Fields“ (synthetische Testsequenz)Bereich mit farbigen Elementen bewegt sich mit gleichmäßiger Geschwindigkeit von rechts nach links und zurück. Beurteilung der Intensität der Bewegungsun-schärfe von Plasma- und LCd-displays. Beschnitt oder Skalierung des Bildes las-sen sich durch die randelemente beurteilen.

„Horizontal Scrolling Text“ (synthetische Testsequenz)Unterschiedlich große Texte bewegen sich in unterschiedlichen Geschwindigkei-ten von rechts nach links. Geschwindigkeit und Schriftgröße sind auf der linken Seite angegeben. Beurteilung der Lesbarkeit von Text in unterschiedlicher Größe und mit unterschiedlich schneller Bewegung. Beschnitt oder Skalierung des Bil-des können durch die randelemente beurteilt werden.

„Opera“ (natürliche Testsequenz)Hintergrund und Kostüme detailreich mit sich schnell bewegenden Tänzern und fliegenden Speeren. Überprüfung der darstellung detailreicher Elemente mit und ohne Bewegung.

Testsignale

NEUES 197/08 49


50

Prompt am Markt: fernsehsender für den brasilianischen Standard ISdB-TB

Die universelle Einsetzbar-keit und leichte Konfigu-rierbarkeit der Sender von Rohde&Schwarz zeigte sich auch bei den Senderfami-lien ¸NX8600 (Neues von Rohde&Schwarz (2007) Nr. 194, S. 37–39) und ¸NX8300 (Neues von Rohde&Schwarz (2008) Nr. 196, S. 44–45), die in kurzer Zeit für den brasilianischen TV-Standard ISDB-TB erwei-tert wurden.

die ausgeklügelte Modularität und schnelle Konfigurierbarkeit der Sender von rohde&Schwarz stellte sich

auch bei den Senderfamilien ¸NV8300 und ¸NV8600 unter Beweis: In kurzer Zeit konnte der neue

brasilianische TV-Standard ISdB-TB implementiert und betriebsfertige Sender nach Brasilien ausgeliefert

werden.

Der TV-Sendermarkt – rasant und vielfältig

Die fortschreitende Digitalisierung im Rundfunk bringt eine Auffächerung der TV-Standards mit sich. So hat sich nun auch Brasilien für einen eigenen digitalen TV-Standard ent-schieden. Unter Federführung der Universität Mackenzie in São Paulo wurde aus dem japanischen digitalen TV-Standard ISDB-T eine modifizierte Version entwickelt, die als ISDB-TB zugelassen ist (Integrated Services Digital Broadcasting Ter-restrial Brazil). Ende 2007 begann die Einführung von ISDB-TB zunächst in den großen Ballungszentren Brasiliens wie São Paulo und Rio de Janeiro. Mittlerweile wurde der Ausbau auf weitere Regionen ausgedehnt.

Rohde&Schwarz konnte die rasante Entwicklung begleiten, denn mit dem Steuersender ¸SX800 steht eine leistungs-fähige und flexible Plattform zur Verfügung, auf der neue digi-tale Standards schnell und effizient implementiert werden

können. Und das standardisierte Plattform-Konzept gewähr-leistet, dass der Steuersender für ISDB-TB sofort in die TV-Sen-derfamilien ¸NX8600 und ¸NX8300 integriert werden kann. Zudem sicherte sich Rohde&Schwarz mit einem Koope-rationsabkommen mit der Universität Mackenzie den direkten Zugang zu den Know-how-Trägern vor Ort. Der Steuersender ¸SX800 wurde erfolgreich am ISDB-TB-Referenzsystem der Universität Mackenzie getestet.

Der Standard ISDB-TB im Detail

Fernseh-, Hörfunk- und Datendienste – und das alles in unterschiedlicher QualitätISDB-TB ist ein Übertragungsstandard für digitalen terrestri-schen Rundfunk. Die Änderungen auf Senderebene im Ver-gleich zum japanischen digitalen TV-Standard betreffen zum großen Teil die Übertragungsmasken und Ausstrahlungska-näle und sind auf das Land Brasilien zugeschnitten.

Im Gegensatz zu anderen digitalen Übertragungsstandards deckt dieser Standard Fernseh-, Hörfunk- und Datendienste ab. Sie alle können unabhängig voneinander und in vie-len Kombinationen übertragen werden, der Verbreitung von HDTV, SDTV, Audio und Text steht nichts im Weg. Gleichzeitig können die ausgestrahlten Daten die jeweiligen Programme auch in verminderter Qualität und geringerer Bandbreite für mobile Endgeräte enthalten.

Vor allem diese Möglichkeit des schmalbandigen Empfangs („Partial Reception“), bei dem nur ein Teil der übertragenen Daten empfangen wird, und die damit verbundenen positiven Eigenschaften beim mobilen Empfang, machen ISDB-TB als Übertragungsstandard so interessant.

Hierarchische ÜbertragungAls Quellencodierung dient bei ISDB-TB das MPEG-2-Verfah-ren. Für die Modulation kommt, wie bei DVB-T, ein COFDM-Vielträgerverfahren (Coded Orthogonal Frequency Divi-son Multiplex) im 2K-, 4K- und 8K-Modus zum Einsatz. Der

rUNdfUNK | Fernsehsender

6 MHz breite Kanal wird in 13 Teilbänder (Segmente) einge-teilt (BILD 1). Ein Teilband dieses Kanals hat eine Breite von etwa 429 kHz, womit sich eine Nutzbandbreite von etwa 5,57 MHz ergibt und sich das Signal für eine Übertragung im 6-MHz-Kanal eignet. Diese 13 Segmente des OFDM-Spek-trums können zu Segmentgruppen zusammengefasst werden, man spricht dann von unterschiedlichen Layern. Diese Layer ermöglichen die hierarchische Übertragung bei ISDB-TB.

In einem Kanal sind bis zu drei Layer (A, B, C) gleichzeitig übertragbar, jeder kann unterschiedliche Inhalte haben. Für

BILD 1 Das ISDB-TB-Spektrum mit der Möglichkeit zur hierarchischen

Übertragung und „Partial Reception“.

jeden Layer können die Code-Rate des inneren Coders, die Länge des Time Interleaving, die Modulationsart und die Anzahl der Segmente pro Layer gewählt werden (BILD 2). Zur Übertragung in hoher Qualität werden alle 13 Segmente zu einer Segmentgruppe zusammengefasst. Für einen schmal-bandigen Empfänger, z.B. für ein mobiles Endgerät, das Pro-gramme nur in niedriger Qualität empfangen kann, ist ein Layer mit nur einem Segment vorgesehen. Dieses Segment ist immer in der Mitte des 6-MHz-Kanals angeordnet (BILD 1) und kann durch seine Lage und Breite von etwa 429 kHz leicht empfangen werden. Es ist trotzdem ein vollständiges Empfangssignal.

Der Standard lässt Konfigurationen für jeden Bedarf zu. Ein mögliches Übertragungsszenario für einen 6-MHz-Kanal mit drei Layern (A, B und C) könnte beispielsweise so aussehen: Ein stationärer Fernsehempfänger wird mit einem HDTV-Pro-gramm versorgt (Layer C, sieben Segmente), mobile TV-Emp-fänger im Reisebus erhalten ein Fernsehbild in geringerer Auf-lösung (Layer B, fünf Segmente) und portable Empfänger im Handyformat erhalten das gleiche Fernsehprogramm mit einer entsprechend niedrigeren Auflösung (Layer A „Partial Recep-tion“, ein Segment). Außerdem können Zusatzinformationen zum laufenden Programm übertragen und vom Zuschauer bei Bedarf abgerufen werden.

KanalcodierungGrundsätzlich sind für die Kanalcodierung drei identische Zweige vorhanden. Zuerst durchläuft der Transportstrom den Outer Coder und wird auf diese Weise zu einem fehlerge-schützten Datenstrom. Am Ausgang befindet sich ein Splitter,

BILD 2 Die Bedienoberfläche für

den Steuersender ̧ SX800.

Spektrum

Sound / Daten HDTV

Spektrum

SDTV(Mobiler Empfang)

SDTVStationärer Empfang)

Sound /Daten

5,6 MHz 5,6 MHz

Breitband-ISDB-TB-Empfänger

Schmalband-ISDB-TB-Empfänger

ISDB-TB-Spektrum

NEUES 197/08 51


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der an Hand einer Steuerinformation die einzelnen Transport-strompakete den bis zu drei hierarchischen Layern zuteilt. Die dann folgenden Blöcke Energy Dispersal, Delay Adjustment, Byte-wise Interleaving und Convolutional Coding sind jeweils für alle drei Zweige vorhanden. Im Anschluss an die Kanalco-dierung erfolgt die Modulation.

ModulationDazu gehören ein bit-weises Interleaving (BILD 3) mit Lauf-zeitausgleich und das Mapping in das Konstellationsdia-gramm der Modulation. Die Konstellation bei ISDB-TB kann DQPSK, QPSK, 16QAM und 64QAM sein. Nach der Modu-lation werden die komplexen, gemappten Daten aus jedem der drei Zweige nach einer bestimmten Logik zu einem seriel-len Datenstrom zusammengeführt. Anschließend durchlau-fen sie Time und Frequency Interleaver, bevor der OFDM-Rah-men gebildet wird. Dem OFDM-Rahmen werden, ähnlich wie bei DVB-T, an unterschiedlichen Positionen im Datenstrom der Pilotträger, der TMCC-Träger (Transmission and Multiplexing Configuration Control) und der AC-Träger (Auxiliary Channel) hinzugefügt.

Die bei OFDM-Verfahren übliche inverse Fouriertransforma-tion IFFT folgt nach der Rahmenbildung. Die Längen der IFFT von 2K, 4K bzw. 8K hängen vom gewählten ISDB-TB-Modus ab. Zum Schluss werden die OFDM-Symbole um eines der vier verschiedenen wählbaren Guard-Intervalle (1/4, 1/8, 1/16 oder 1/32) verlängert. Ein Überblick über die einzelnen Über-tragungsparameter bei ISDB-TB zeigt BILD 4.

BILD 3 Prinzip der

Modulation beim

Standard ISDB-TB.

Mode 1 Mode 2 Mode 3

Anzahl der Segmente 13

Bandbreite 5,575 MHz 5,573 MHz 5,572 MHz

Trägerabstand 3,968 kHz 1,984 kHz 0,992 kHz

Anzahl der Träger 1405 2809 5617

Trägermodulation QPSK, 16QAM, 64QAM, dQPSK

Symbole pro rahmen 204

Symboldauer (eff.) 252 µs 504 µs 1008 µs

Guard Interval 1/4, 1/8, 1/16, 1/32

IffT-Länge 2K 4K 8K

Inner Code Convolutional Code (1/2, 2/3, 3/4, 5/6, 7/8)

Outer Code reed-Solomon rS (204,188)

BILD 4 Übertragungsparameter für ISDB-TB (6-MHz-Kanal).

MappingBit interleaving

Modulation

MappingBit interleavingModulation

MappingBit interleavingModulation

Kanal-Codierung

Zusammen-führen

zu einem seriellen

Datenstrom

Time /FrequencyInterleaver

Einfügen derODFM-Rahmen

IFFT Einfügen desGuard-Intervalls

Steuerungssignal

Modulation

Fazit

Der Standard ISDB-TB steht für die UHF-TV-Hochleistungssen-der der Familie ¸NV8600 (flüssigkeitsgekühlt) und für die UHF-Mittelleistungssenderfamilie ¸NV8300 (luftgekühlt) zur Verfügung – beides kompakte, energiesparende Sender-generationen, die sich u.a. durch größte Leistungsdichte auf kleinstem Raum auszeichnen. Rohde&Schwarz gelang es in kurzer Zeit, wichtige Referenzprojekte zu gewinnen, darunter den ersten ISDB-TB-Sender für TV Justicia und für Rede Vida sowie Sender für Bandeirantes, der zu den größten TV-Netz-werkbetreibern Brasiliens zählt.

Thomas Graf; Jens Stockmann


Kleinleistungssender ̧ SLA8000 – das Energiebündel für dAB / T-dMBIn den letzten Jahren wurden kontinuierlich dAB- und T-dMB-Netze aufgebaut. Vor allem für die Optimie-

rung dieser Netze werden Sender kleiner Leistung benötigt; dafür bietet rohde&Schwarz nun eine tech-

nisch zukunftsweisende und kompakte Lösung an.

BILD 1 Der Kleinleistungssender R&S®SLA8200 liefert eine Ausgangsleistung von 300 W – und ist in einem Gehäuse untergebracht, das nur vier

Höheneinheiten Platz einnimmt.

In vielen Ländern im Fokus: die Standards DAB und T-DMB

Seit vor allem Europa von der Zuweisung neuer Frequen-zen im Band III durch die RRC06 (Regional Radio Confe-rence 2006) profitiert, verstärken sich dort die Planungen für den Ausbau in verschiedenen Ländern. Dabei stehen DAB und T-DMB gleichermaßen im Fokus. So bedeutende Märkte wie Frankreich und Italien bereiten den Aufbau landesweiter T-DMB- und DAB-Netze vor. Aber auch in Australien, das sich für DAB+ entschied, hat der Netzausbau begonnen. Länder wie Großbritannien, Norwegen, Korea und Deutschland sind bereits einen Schritt weiter. Dort geht es um Zweit -und Dritt-abdeckung sowie um das Optimieren vorhandener Netze.

Vor allem für die Netzoptimierung sind Sender kleiner Leis-tung erforderlich, für die Rohde&Schwarz nun eine technisch zukunftsweisende, kompakte Lösung präsentiert.

R&S®SLA8000 – DAB- / T-DMB-Kleinleistungs-sender von 40 W bis 300 W

Rohde&Schwarz hat sich von Beginn an kontinuierlich im DAB-Sendermarkt engagiert, konnte seinen Marktanteil bei DAB- / T-DMB-Sendern mittlerer und großer Leistung in den letzten Jahren stetig ausbauen und ist mittlerweile Marktfüh-rer in diesen Leistungsklassen. Mit der neuen DAB- / T-DMB-Kleinleistungssenderfamilie R&S®SLA8000 stehen den welt-weiten Kunden nun zusätzlich Produkte im Leistungsbereich von 40 W bis 300 W zur Verfügung (BILD 1).

Der R&S®SLA8000 ist ein gutes Beispiel für die Flexibilität der Plattformstrategie von Rohde&Schwarz. Basis dieser DAB- / T-DMB-Senderfamilie ist die Kleinleistungssender-Plattform R&S®SLx8000, von der bereits Modelle für ATV- und DTV-Standards für VHF und UHF verfügbar sind.

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rUNdfUNK | Hörfunksender

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Die wichtigsten Eigenschaften der neuen Sender sind:Kürzeste Verarbeitungszeit (processing time) auf dem Markt JHohe Ausgangsleistung in kompaktem Design JHoher Wirkungsgrad JExzellenter Bedienkomfort JLeichte Einstellbarkeit auf SFN-Betrieb J

Mit <100 ms (DAB Mode I) hat der R&S®SLA8000 derzeit die kürzeste Verarbeitungszeit auf dem Markt. Eine kurze Ver-arbeitungszeit spielt vor allem bei großen landesweiten Net-zen, bei Zuführung über Satellit und dem Betrieb mit Sendern verschiedener Anbieter eine Rolle. Auch mit seinem Wir-kungsgrad bis 30 % zeigt der Sender seine Spitzenklasse. Die DAB- / T-DMB-Kleinleistungssender R&S®SLA8000 sind in fol-genden Modellen lieferbar: Ausgangsleistung Einbauhöhe (HE)R&S®SLA8025 40 W 3 R&S®SLA8050 75 W 3 R&S®SLA8100 150 W 3 R&S®SLA8200 300 W 4

R&S®SLA8000, der Spezialist für abgesetzte Standorte

Kleine, abgelegene Senderstandorte bringen für Netzbetrei-ber oft Probleme mit sich: eingeschränkter vorhandener Platz, mangelnde Spannungsstabilität, unsicherer GPS-Empfang, fehlende Möglichkeit zur Überwachung sowie ungünstige Erreichbarkeit bei Service-Inspektionen. All diese Probleme

minimieren sich beim Einsatz der Kleinleistungssender R&S®SLA8000 unter anderem deshalb, weil die Sender war-tungsfrei sind. Eine Überprüfung während der Routine-Stand-ortinspektion alle 24 Monate ist ausreichend. Die 19"-Tischge-räte, die max. nur vier Höheneinheiten Platz einnehmen und alle Funktionen enthalten, erzeugen DAB-Ausgangsleistungen bis 300 W. Dadurch kann der R&S®SLA8000 einfach transpor-tiert und schnell installiert werden.

Die Sender sind für alle Frequenzen und Leistungen vorent-zerrt, es ist keine manuelle Entzerrung am Standort nötig. Das verkürzt die Inbetriebnahmezeit deutlich. Das Netzteil des R&S®SLA8000 toleriert Eingangsspannungen zwischen 90 V und 265 V und kann Spannungsunterbrechungen bis zu einer Dauer von 20 ms puffern.

Für den Schutz vor größeren Spannungsschwankungen kann das 300-W-Modell mit einer internen unterbrechungs-freien Stromversorgung ausgerüstet werden. Sie besteht aus wartungsfreien Kondensatoren und puffert die Stromversor-gung der kritischen internen Komponenten Steuersender und GPS-Empfänger durchschnittlich 10 s lang. Dadurch ist die schnelle Wiederherstellung des Sendebetriebs nach einem kurzzeitigen Ausfall sichergestellt.

Das 300-W-Modell ist mit redundanten Lüftern ausgestat-tet und kann bei Nominalleistung auch mit nur einem Lüfter arbeiten. Ist die Umgebungstemperatur zu hoch und besteht die Gefahr der Überhitzung des Senders, wird die Ausgangs-leistung automatisch schrittweise reduziert.

BILD 2 Anzeige des

Gerätestatus in der

Bedien-Software zum

des R&S®SLA8000.


Schwankende Antennenanpassung bis zu einem VSWR von 1,5 hat keinen Einfluss auf die Ausgangsleistung. Selbst bei einem VSWR >1,5 ist Sendebetrieb möglich, in diesem Fall wird die Ausgangsleistung abhängig vom VSWR reduziert. Erst bei einem VSWR >3,0 wird der Sender zum Vermeiden von Schäden abgeschaltet.

Der eingebaute GPS-Empfänger mit exzellenter Empfindlich-keit ermöglicht sicheren Empfang auch bei kritischen Bedin-gungen. Das Display des Senders kann alle GPS-relevanten Parameter anzeigen.

Kritisch für Netzbetreiber sind Ausfälle von GPS-Antennen, z.B. durch Blitzschlag oder andere äußere Einflüsse, weil durch den damit einhergehenden Ausfall des Referenztakts die Basis für die Synchronisation des Gleichwellennetzes fehlt. Netzbetreiber, die den R&S®SLA8000 einsetzen, sind im Vor-teil: Der Kleinleistungssender kann bis zu 24 Stunden ohne 1pps-Takt unterbrechungsfrei senden. Die Dauer ist einstell-bar und richtet sich nach den tolerierten Abweichungen vom Guard-Intervall. Aber auch nach Ablauf dieser Zeit ist eine Mindestversorgung sichergestellt, weil der R&S®SLA8000 mit reduzierter Ausgangsleistung weitersendet, wenn diese Funk-tion aktiviert wurde. Die Leistungsreduktion erfolgt automa-tisch und ist in Schritten von 1 dB einstellbar. Dadurch kön-nen das Kerngebiet versorgt und evtl. SFN-Störungen an den Rändern des Versorgungsgebiets vermieden werden.

Zum Einstellen des Senders oder zur Diagnose ist der Zugriff via Internet und Standard-Web-Browser möglich. Dafür ist der R&S®SLA8000 standardmäßig mit einem Web-Server ausge-stattet. Optional ist die Fernüberwachung auch über SNMP oder über potenzialfreie Kontakte realisierbar.

Komfortabel zu bedienen – so wie alle Sender von Rohde&Schwarz

Außer auf dem Geräte-Display ist über die Bedien-Software eine übersichtliche und umfangreichere Darstellung der Ein-stellwerte auf einem PC möglich (BILD 2). Ebenso sind Hilfe-funktionen integriert. Praxisnah können dort die Frequenz-einstellungen durch Eingabe des DAB-Kanals vorgenommen werden; alternativ ist die Eingabe der Frequenz mit einer Auf-lösung von 1 Hz möglich.

Die Verarbeitungszeit des Senders wird automatisch bei der Einstellung der SFN-Delay-Zeit berücksichtigt. Zusätzlich nimmt die Software beim Einstellen der Statischen Verzöge-rung eine Plausibilitätskontrolle der eingestellten Verzöge-rungszeit vor. Fehleinstellungen zwischen den beiden ETI-Ein-gängen werden signalisiert und die Differenzzeit angezeigt (BILD 3). Das erleichtert die Einstellung der SFN-Bedingun-gen und die Konfiguration der knackfreien ETI-Umschaltung erheblich.

Jens Stockmann; Jan Gulde

BILD 3 Links: Für beide ETI-Ein-

gangssignale wird die Bitfehler-

rate sowohl vor Reed-Solomon als

auch im CRC (Cyclic Redundancy

Check) ermittelt und angezeigt.

Unten: Anzeige der Differenzzeit

zwischen den beiden ETI-Eingän-

gen nach dem Network-Delay-

Ausgleich.

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BILD 1 Das TopSec Mobile ist

ein vom Mobiltelefon unabhängi-

ges, handliches Verschlüsselungs-

gerät. Über Bluetooth® kann es mit

nahezu jedem modernen Mobil-

telefon verbunden werden. Wäh-

rend das Mobiltelefon als Kom-

munikationsschnittstelle die Netz-

anbindung sicherstellt, wer-

den Mikrofon und Lautsprecher

des TopSec Mobile genutzt. Die

Sicherheit des Gesprächs ist dabei

„Ende zu Ende“ für den gesam-

ten Übertragungsweg gewährleis-

tet: Sie reicht vom Mikrofon des

TopSec Mobile bis zum Lautspre-

cher des Gesprächspartners.

SICHErE KOMMUNIKATION | Kryptoprodukte

Eine der sichersten verfügbaren Sprach-verschlüsselungen für Mobiltelefonedas TopSec Mobile ist ein mobiles Sprachverschlüsselungsgerät, das zusammen mit nahezu jedem

modernen Mobiltelefon funktioniert. Es ermöglicht eine weltweit verfügbare und abhörsichere Kommunika-

tion in Mobilfunk- und festnetzen. da die Verschlüsselung in einer eigenen Hardware erfolgt, ist eine Mani-

pulation – anders als bei ungesicherten GSM-Telefonen – ausgeschlossen.

Krypto-Mobiltelefon oder generisches Verschlüsselungsgerät?

Es gibt zahlreiche Gründe dafür, warum Rohde&Schwarz als Nachfolger des erfolgreichen Krypto-Mobiltelefons TopSec GSM kein spezielles Krypto-Mobiltelefon, sondern das universell einsetzbare, mobile Verschlüsselungsgerät TopSec Mobile entwickelte, das mit nahezu jedem modernen Handy verwendbar ist. So ersetzen beispielsweise zahlreiche Anwender ihre Mobiltelefone in der Regel nach ein bis zwei Jahren und die Hersteller bringen im Halbjahresrhythmus Modelle mit neuen Funktionen und aktuellerem Design auf den Markt. Diese kurzlebigen Innovationszyklen sind nur mit Massenartikeln möglich, mit Krypto-Telefonen wären sie nicht einzuhalten. Kryptogeräte sind keine Konsumartikel, sondern hochwertige Investitionsgüter, die für eine Nutzungsdauer von fünf und mehr Jahren beschafft werden.

Die gewichtigere Begründung – die heute klar gegen ein Krypto-Mobiltelefon und für die Entwicklung eines eigenstän-digen Kryptogeräts spricht – liegt aber in der Komplexität, der riesigen Funktionalität und Flexibilität moderner Mobiltele-fone – und damit in der Sicherheit der Anwendung. Denn es stehen nicht wenige Möglichkeiten offen, unbemerkt von den

BILD 2 Mobile Kommunikation mit dem TopSec Mobile: Das Verschlüs-

selungsgerät arbeitet mit fast allen modernen Mobiltelefonen zusammen.

Anwendern Eingriffe in deren Mobiltelefonen vorzunehmen. Die GSM-Standards erlauben, die Funktionen eines Softkeys per SAT (SIM Application Toolkit) mit Applikationen zu hin-terlegen. Und die Antwort auf eine Anfrage nach dem Konto-stand bei Prepaid-Mobiltelefonen ist ein weiteres Beispiel dafür, wie Betreiber auf Handys zugreifen können: Der Ope-rator sendet den Kontostand und eventuell auch zusätzliche Informationen direkt an das Display des Mobiltelefons. Darü-ber hinaus können moderne Mobiltelefone Applikationen laden und aktivieren – ohne dass sich der Anwender dessen wirklich bewusst sein muss.

Viele dieser Möglichkeiten sind in den Standards festge-legt und werden von den Anwendern als Komfortfunktionen erwartet. Kryptogeräten dagegen muss man vertrauen kön-nen – und Vertrauen kann nur entstehen, wenn das bewusste oder unbewusste Deaktivieren von Sicherheitsfunktionen oder deren Manipulation ausgeschlossen ist. Vom Hersteller unab-hängige Stellen verifizieren solche Qualitäten im Rahmen einer Evaluierung. Die als Software in modernen Mobiltelefo-nen integrierten Funktionen sind jedoch so umfangreich, dass eine Evaluierung in einem akzeptablen Zeitraum nur unzurei-chend möglich ist. Zudem bezieht sich die Evaluierung immer nur auf einen bestimmten Versionsstand.

Verschlüsselung mit TopSec Mobile

GSM-Netz

Sprache GSM

Mobiltelefon

Bluetooth®

Verschlüsselung mitTopSec Mobile

Neues Mitglied der TopSec-Produktfamilie

Das TopSec Mobile (BILD 1) ist ein Sprachverschlüsselungs-gerät, das via Bluetooth® mit einem Mobiltelefon verbunden ist. Letzteres ist für das Gerät die Kommunikationsschnittstelle zum öffentlichen Netz (BILD 2). Das TopSec Mobile ist Nach-folger des erfolgreichen und weit verbreiteten Krypto-Mobil-telefons TopSec GSM, einem Mitglied der bewährten TopSec-Produktfamilie mit zugelassenen Verschlüsselungsgeräten für praktisch jeden Bedarf.

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Ein weiterer Nachteil von Mobiltelefonen und damit auch von reinen Krypto-Mobiltelefonen ist deren eindeutige Identifizier-barkeit über die so genannte IMEI (International Mobile Equip-ment Identity). Diese ermöglicht es Netzbetreibern, bestimm-ten Typen von Mobiltelefonen nur eingeschränkt Dienste zur Verfügung zu stellen oder Krypto-Mobiltelefone sogar netz-weit vom Betrieb auszuschließen.

Diese Angriffspunkte sind mit dem TopSec Mobile ausge-schlossen, das dem Gerät zugrunde liegende generische Kon-zept bietet die bestmögliche Manipulationssicherheit. Denn das Krypto gerät ist nicht direkt mit einem Mobilfunknetz ver-bunden und wird deshalb auch nicht beim Betreiber eines Mobilfunknetzes angemeldet. Das TopSec Mobile ist ja kein

„Telefon“, sondern vielmehr ein auf die Sprachverschlüsselung spezialisiertes Gerät, mit einem für diese Aufgabe angepass-ten Funktionsumfang. Und gerade das ermöglicht eine umfas-sende Evaluierung durch eine vom Hersteller unabhängige neutrale Instanz zum Nachweis der Sicherheit. Im Falle des TopSec Mobile erfolgt sie durch das Bundesamt für Sicherheit in der Informationstechnik (BSI) für die Geheimhaltungsstufe VS-NfD (Verschluss-Sache – Nur für den Dienstgebrauch).

TopSec Mobile – kompatibel zu modernen Mobiltelefonen

Grundgedanke bei der Konzeption des TopSec Mobile war es, ein hochmobiles, sehr kleines und leichtes Kryptogerät ohne Kabel für die mobile, verschlüsselte Sprachkommunika-tion auf den Markt zu bringen. Die Verbindung zum öffentli-chen Mobil- oder Festnetz läuft über das jeweilige Mobiltele-fon, das über die universelle Bluetooth®-Funkschnittstelle mit dem TopSec Mobile kommuniziert (BILD 2). Die Sprache wird quasi direkt in der Hand des Anwenders verschlüsselt, denn das TopSec Mobile hat für die Verschlüsselung des gespro-chenen Wortes bereits gesorgt, bevor es zur Übertragung im Netz via Bluetooth® zum Mobiltelefon weitergegeben wird. Alle anderen üblichen Komfortfunktionen, die heute erwartet werden, stellt das jeweilige Mobiltelefon bereit – der Anwen-der ist somit bei der Wahl seines Telefons weitgehend frei. Er kann sein bevorzugtes Handy nutzen und für abhörsicheres Kommunizieren ergänzend das TopSec Mobile einsetzen.

Mit der Bluetooth®-Version 2.0 verwendet das TopSec Mobile einen Übertragungsmodus mit guter Fehlersicherung und einer mehr als ausreichenden Bandbreite zum Übertra-gen kryptierter Sprache. Die Anforderung an ein Mobiltele-fon für den Betrieb zusammen mit dem TopSec Mobile sind gering: Es muss den Funkstandard Bluetooth® ab Version 1.2 und wenigstens den Dienst DUN-GW (Dial Up Networking Gateway) sowie optional auch HFP (Handsfree Profile) und OBEX (Object Push Profile, Rolle OBEX Client) unterstützen. Zusätzlich muss es den GSM Circuit Switched Data Service

unterstützen. Die meisten modernen Mobiltelefone aller gän-gigen Hersteller bieten diese minimalen Funktionen. Die Steuerung erfolgt über AT-Kommandos.

Grundsätzlich ist jedes Endgerät mit Bluetooth®-Funkschnitt-stelle geeignet, das eine Datenverbindung im Wählverkehr mit einer Bandbreite von wenigstens 9,6 kbit/s herstellen kann. Geeignet sind also nicht nur Mobiltelefone, sondern beispiels-weise auch analoge und ISDN-Modems, die mit einer solchen Funkschnittstelle ausgerüstet sind.

Wegweisend in Design und Funktion

Die Anwender des TopSec Mobile kommen aus allen Berei-chen, in denen vertraulich kommuniziert wird. Sie gehören zur Führungsriege in Wirtschaft und Politik, sind mit Sicherheits-aufgaben betraut oder im Bereich Vertrieb, Finanzen, Technik und Wissenschaft tätig. Passend zu diesem Anwenderkreis ist das TopSec Mobile repräsentativ, zugleich aber auch unauffäl-lig. Sein Design ist hochwertig, elegant und zeitlos. Getragen wird es in der Hemd- oder Jackentasche, dort lässt es sich mit seinem breiten Clip festklemmen. Alternativ gibt es auch eine praktische Trageschlaufe, mit der man sich das Gerät bequem umhängen kann.

BILD 3 Handhabung wie ein Mobiltelefon – und doch ein hochsicheres

Verschlüsselungsgerät für die mobile Kommunikation.


Das TopSec Mobile ist ein Sprachverschlüsselungsgerät mit integrierten Audiokomponenten (BILD 4). Zum Aufnehmen der Sprache hat es ein eingebautes Mikrofon, zum Alarmieren und Hören zwei separate Lautsprecher: Der im Clip auf der Rückseite integrierte Lautsprecher klingelt bei ankommenden Rufen; der Lautsprecher auf der Clip-Vorderseite liefert wäh-rend des Gesprächs eine hervorragende Sprachqualität.

Das TopSec Mobile wird mit einem zentralen Taster, dem so genannten Center Key, sowie mit einer ihn umschließen-den 4-Wege-Wipptaste bedient. Die Anzeige am dreizeiligen Display kann um 180° gedreht werden – je nachdem, ob der Anwender ein Links- oder Rechtshänder ist. Zusätzlich ver-fügt das handliche Gerät über zwei Tasten zum Anpassen der Lautstärke. Seitlich ist eine multifunktionale Schnittstelle integriert.

Der eingebaute Akku versorgt das TopSec Mobile mit Span-nung. Er kann über das mitgelieferte USB-Kabel – z.B. an einem Laptop – oder mit dem zum Lieferumfang gehörenden Steckernetzteil aufgeladen werden.

Verschlüsselt telefonieren: So einfach wie mit einem gewöhnlichen Mobiltelefon

Vor dem ersten Einsatz des Duos aus TopSec Mobile und Mobiltelefon müssen die beiden „gepaart“ werden. Dazu startet man am TopSec Mobile den Bluetooth®-Suchmo-dus. Sobald das gewünschte Mobiltelefon ausgewählt ist, erscheint am Display des TopSec Mobile eine 8-stellige Zufallszahl, die PIN. Diese PIN ist am Mobiltelefon einzuge-ben. Anschließend wird die Bluetooth®-Verbindung zwischen dem Mobiltelefon und dem TopSec Mobile etabliert, das TopSec Mobile ist bereit zum Einsatz.

Vor dem Aufbau eines kryptierten Anrufs kann der gewünschte Teilnehmer aus dem Telefonbuch im TopSec Mobile gewählt werden. Das Gerät sendet die Telefon-nummer über die Bluetooth®-Funkverbindung an das Mobil-telefon, das anschließend eine Datenverbindung zum Part-nergerät aufbaut. Als Protokolle dienen die ITU-T-Standards V.110 oder V.32. Sobald die Verbindung steht, starten die bei-den Kryptogeräte mit der Kryptosynchronisation. Das Display des TopSec Mobile zeigt während dieser Phase durchlaufende Schlüsselsymbole. Sobald die Kryptoverbindung aufgebaut ist, klingelt das Partner-Kryptogerät (oder ein angeschlossenes Telefon). Nach dem Annehmen des Rufs erscheint auf dem Display ein vierstelliger Sicherheitscode, mit dem sich die sichere Verbindung verifizieren lässt. Die beiden Gesprächs-partner können jetzt ein vertrauliches Gespräch führen.

Funktionselemente des TopSec Mobile

Mikrofon

Center Key4-Wege-Wipptaste

ekräts tuaL„+“

Lautstärke „–“

Lautsprecher

MultifunktionaleSchnittstelle

Akku

Lautsprecher für Klingelton

Deckel des shcafeirettaB

Clip

Befestigungs-öse für Trage-schlaufe

BILD 4 Trotz seiner Handlichkeit ist das TopSec Mobile mit allem ausgestattet, was für einfache Bedienung und beste Praxistauglichkeit erforderlich ist.

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Bei ankommenden Kryptorufen meldet sich das TopSec Mobile zunächst mit einem kurzen Piepton, die Kryp-tosynchronisation startet und auf dem Display werden durch-laufende Schlüsselsymbole dargestellt. Nach erfolgreicher Synchronisation klingelt das TopSec Mobile. Die angerufene Person nimmt das Gespräch durch Drücken auf den Cen-ter Key an und das Display zeigt den vierstelligen Sicherheits-code. Einem vertraulichen Gespräch steht nun nichts mehr im Weg.

Das Telefonbuch im TopSec Mobile ist jederzeit über die Bedienelemente editierbar. Noch bequemer geht es mit der mitgelieferten Telefonbuch-Software für den PC. Das Tele-fonbuch wird über das USB-Kabel vom TopSec Mobile an den PC übertragen, dort editiert und dann wieder an das TopSec Mobile zurückgeschickt.

Vertraulich auch über ein Headset

Normalerweise hält man das TopSec Mobile wie ein Mobil-telefon ans Ohr (BILD 3). Alternativ ist aber auch ein Head-set einsetzbar, für das die multifunktionale Schnittstelle am TopSec Mobile verwendet wird. Dort steckt man einen

Headset-Adap ter an, der mit einem Bedienelement zum Annehmen von Gesprächen sowie mit einem Mikrofon und einer 2,5-mm-Klinkenbuchse ausgestattet ist. An Letztere werden die Ohrhörer angesteckt. Der Headset-Adapter wird über eine Klammer an der Jacke oder dem Hemd befestigt, das TopSec Mobile kann in der Jackentasche verbleiben.

Kontaktfreudig zur TopSec-Produktfamilie

Die Interoperabilität des TopSec Mobile mit dem heute viel-fach eingesetzten Kryptomobiltelefon TopSec GSM ermög-licht bestehenden Kunden die Migration hin zu Systemen mit dem neuen, mobilen Kryptogerät. Ist der Gesprächspart-ner für eine verschlüsselte Sprachkommunikation im digitalen Netz über ein ISDN-Krypto gerät TopSec 703+ erreichbar, wird das ITU-T-Protokoll V.110 gewählt; kommuniziert er im analo-gen Netz über ein TopSec 711, wird das ITU-T-Protokoll V.32 verwendet. Durch Integration der entsprechenden Protokolle ist das Sprachverschlüsselungsgerät TopSec Mobile inter-operabel mit dem TopSec GSM, dem TopSec 703+ und dem TopSec 711. BILD 5 zeigt die mit dem TopSec Mobile mögli-chen sicheren Kommunikationsverbindungen innerhalb der TopSec-Produktfamilie.

BILD 5 Nach Auswahl des geeigneten Protokolls ist das Sprachverschlüsselungsgerät TopSec Mobile interoperabel mit dem TopSec GSM, mit dem

TopSec 703+ und mit dem TopSec 711.

Sprachverschlüsselung mit TopSec-Geräten

POTS

GSM

ISDN

Mobiltelefon mitBluetooth®-Interface

TopSec GSM

TopSec Mobile

TopSec 711 TopSec 703+

Mobiltelefon mitBluetooth®-Interface TopSec Mobile


Kompromisslos sicheres Kryptokonzept

Hybrides Verschlüsselungsverfahren für höchstmögliche SicherheitDas TopSec Mobile verwendet das bei allen TopSec-Geräten eingesetzte und bewährte hybride Verschlüsselungsverfah-ren, eine Kombination aus asymmetrischen Algorithmen zur Schlüsseleinigung und Authentisierung sowie symmetrischen Algorithmen für die eigentliche Informationsverschlüsselung. Die erforderlichen Sitzungsschlüssel für die symmetrischen Algorithmen werden jeweils für ein Gespräch berechnet und nach dessen Beendigung wieder gelöscht. Optional können die Kryptogeräte verifizieren, ob sie Mitglied in der gleichen, geschlossenen Benutzergruppe sind.

Diffie-Hellman-SchlüsseleinigungsverfahrenVoraussetzung für ein kryptiertes Gespräch ist, dass die Part-ner-Kryptogeräte über die gleichen mathematischen Parame-ter verfügen und die gleichen Algorithmen verwenden. Die TopSec-Kryptogeräte setzen zum Berechnen eines für jedes Gespräch individuellen Sitzungsschlüssels das so genannte Diffie-Hellman-Schlüsseleinigungsverfahren ein (BILD 6). Diese Methode ist ein Public-Key-Verfahren, d.h., es werden sowohl öffentliche als auch geheime Parameter verwendet. Die Parameter p und g in BILD 6 sind im Lieferzustand bereits in den Geräten gespeichert. Die geheimen Parameter des Dif-fie-Hellman-Schlüsseleinigungsverfahrens (a, b) sowie der nach diesem Verfahren berechnete Sitzungsschlüssel K für die Ver- und Entschlüsselung der Sprache mit dem symmet-rischen Algorithmus werden dagegen ausschließlich tempo-rär für die jeweilige Kryptoverbindung generiert und anschlie-ßend wieder gelöscht.

Das Diffie- Hellman- Schlüs seleinigungsverfahren ermög-licht ohne administra tiven Eingriff und ohne vorhergehen-den Schlüsselaustausch eine verschlüsselte Kommunikation zwischen zwei Partner-Kryptogeräten. Im TopSec-Sprach-gebrauch wird das als „offenes System“ bezeichnet, weil dadurch mit jedem beliebigen TopSec-Kryptogerät eine sichere Verbindung gegeben ist.

Mit Benutzer-Authentisierung auf Nummer Sicher gehen

TopSec Mobile verhindert Man-in-the-Middle-Angriffe und vorgetäuschte KryptoverbindungenPrinzipiell ist beim Diffie-Hellman-Schlüsseleinigungsverfah-ren ein Man-in-the-Middle-Angriff zum Abhören der Kommu-nikation denkbar. Der technische Aufwand dafür ist jedoch sehr hoch und setzt u.a. voraus, dass der Angreifer Zugriff auf die Kommunikationsstrecke zwischen den beiden Part-ner-Kryptogeräten hat. Um wirklich höchsten Sicherheitsan-forderungen zu genügen, wurden beim TopSec-Kryptokon-zept Maßnahmen ergriffen, die selbst solche mit großem technischen Aufwand verbundene Angriffe entdeckt bzw. unterbindet.

Ein Man-in-the-Middle-Angriff hätte zwei Schlüsselgeräte gleichzeitig zu simulieren, die von den Kryptogeräten der bei-den Gesprächspartner als jeweils „echtes“ Kryptogerät der Gegenseite akzeptiert werden müssten. In einem solchen Fall würde zwischen einem Partner A und dem Man in the Middle unter Anwendung des Diffie-Hellman-Schlüsseleini-gungsverfahrens ein Sitzungsschlüssel K1 generiert werden

BILD 6 Die TopSec-Krypto geräte

verwenden das Diffie-Hellman-

Schlüsseleinigungsverfahren

zum Berechnen eines für

jedes Gespräch individuellen

Sitzungsschlüssels.

Diffie-Hellman-Schlüsseleinigungsverfahren

A berechnet

Voraussetzung: A und B verfügen übergemeinsame Primzahl p

gemeinsame natürliche Zahl g < p

B wählt einen Zufallswert bB berechnet β := gb mod p

A B

A wählt einen Zufallswert aA berechnet α := ga mod p

B berechnet

Weder a noch b wurden übertragen,außer A und B verfügt niemand über genügend Parameter

zur Berechnung des Sitzungsschlüssels K

αβ

K = βa mod p K = αb mod p

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sowie ein weiterer Schlüssel K2 zwischen dem Partner B und dem Man in the Middle. Diese beiden Sitzungsschlüssel K1 und K2 können nicht identisch sein. Ohne einen Man-in-the-Middle-Angriff existiert jedoch nur genau ein Sitzungsschlüs-sel K (BILD 6). Dieser wird von den symmetrischen Krypto-algorithmen zum Ver- und Entschlüsseln der digitalisierten und komprimierten Sprache verwendet.

Das oben beschriebene Prinzip ermöglicht eine einfach durch-führbare Authentisierung. Vom Sitzungsschlüssel abgelei-tet wird ein 4-stelliger Sicherheits-Code (Hash-Code) berech-net und auf dem Display des TopSec Mobile angezeigt. Mit sehr hoher Wahrscheinlichkeit ist der 4-stellige Sicherheits-Code bei den beiden Gesprächspartnern nur dann gleich, wenn kein Man-in-the-Middle-Angriff vorliegt. Sobald der 4-stellige Sicherheits-Code auf dem Display des TopSec Mobile erscheint, ist die Kryptoverbindung zwischen den bei-den Gesprächspartnern etabliert. Nach Vergleich der auf bei-den Geräten dargestellten Codes können beide Partner sicher sein, dass ihre Verbindung nicht kompromittiert wurde.

Die bisher beschriebene Funktionalität erfordert beim Kunden weder ein Management-System noch ein Trust Center. Sie kommt „Out of the Box“.

Exklusive Sicherheit: Geschlossene SystemeEine weitere mögliche Maßnahme zur Abwehr von Man-in-the-Middle-Angriffen sind kryptografisch gesicherte geschlos-sene Systeme bzw. Benutzergruppen mit einem einge-schränkten, wohldefinierten Teilnehmerkreis. Dazu wird eine vertrauenswürdige technische Instanz benötigt, in TopSec-Systemen heißt sie TopSec Administrator, eine Kombination aus einem Trust Center und einer zentralen Verwaltung der Betriebsparameter.

Alle TopSec-Geräte eines geschlossenen Systems erhalten vom TopSec Administrator ein individuelles Zertifikat, das sie als Mitglied ausweist. Das Zertifikat enthält Informationen, die im ITU-T-Standard X.509 festgelegt sind. Wichtigste Inhalte des Zertifikats sind die Geräte-ID des TopSec-Geräts und ein zugehöriger öffentlicher Authentisierungsschlüssel (BILD 7). Das Zertifikat ist digital signiert. Für die digitale Signatur wird im TopSec Administrator ein Public-Key-Schlüsselpaar gene-riert, das aus einem öffentlichen und aus einem geheimen Schlüssel besteht. Mit dem geheimen Schlüssel STC wird der Hash-Wert des Zertifikats signiert (digitale Signatur). Der geheime Schlüssel STC verbleibt im TopSec Administrator, er ist die vertraulichste Komponente eines geschlossenen Sys-tems. Mit dem öffentlichen Schlüssel PTC lässt sich die digitale Signatur und damit das Zertifikat verifizieren.

BILD 7 Alle TopSec-Geräte eines

geschlossenen Systems erhalten

vom TopSec Administrator ein Zer-

tifikat, das sie als Mitglied einer

bestimmten geschlossenen Benut-

zergruppe ausweist.

TopSec-Zertifizierung

Zertifikat

Geräte-ID

Trust-Center-Name Parameter 1Parameter 2Parameter nParameter kParameter xyzPU

Digitale Signatur

Erzeugen einer digitalen Signatur mit demTopSec Administrator

Hash-Wert

Zertifikat

Geräte-ID

Trust-Center-Name Parameter 1Parameter 2Parameter nParameter kParameter xyzPU

Digitale Signatur

Prüfen der digitalen Signatur mit demTopSec Mobile

Bildungdes Hash-Wertes Hash-

Wert

?=

Generieren des PU

Primzahl p, Generator gGerät U erzeugt SU; 1 < SU < p–1; ggT (SU, p–1) = 1SU

–1 ist das Inverse von SU; SU SU–1 = 1 mod (p–1)

PU = gSU mod p

Gerät U speichert PU, SU–1, PTC

PU ist Teil des Zertifikats

Hash-Wert

RSA-Signaturmit STC

RSA-Verifikationmit PTC

Bildungdes Hash-Wertes


TopSec-Geräte, die zu einem geschlossenen System gehören, generieren während der Inititalisierung ein weiteres Public-Key-Schlüsselpaar, das zur Authentisierung verwendet wird. Der geheime Authentisierungsschlüssel SU

–1 verbleibt im Top-Sec-Gerät, der öffentliche Authentisierungsschlüssel PU ist Bestandteil des Zertifikats. Die TopSec-Geräte erhalten zusam-men mit dem Zertifikat den öffentlichen Schlüssel PTC zur Prü-fung von Zertifikaten.

TopSec-Geräte, die bereits Mitglied eines geschlossenen Sys-tems sind, können später über das öffentliche Kommunika-tionsnetz – mit einem sicheren Verfahren gegen Manipula-tion geschützt und authentisiert vom Administrator – „over the air“ mit neuen Zertifikaten und zugehörigem öffentli-chem Schlüssel versorgt werden. Geräte mit Zertifikaten, die einem gemeinsamen geschlossenem System angehören, können sich gegenseitig automatisch authentisieren. Dazu wird zunächst das Zertifikat des Partner-Kryptogeräts geprüft. Anschließend erfolgt eine kombinierte Schlüsseleinigung und Authentisierung (BILD 8). Nur wenn diese erfolgreich ist, wird eine Krypto verbindung etabliert. Zusätzlich können die Gesprächspartner über den 4-stelligen Sicherheits-Code die Authentisierung prüfen. Die Vertraulichkeit der Gespräche bei Verwendung von TopSec-Kryptogeräten entspricht somit höchsten Sicherheitsanforderungen.

Geht ein TopSec Mobile verloren, ist dafür gesorgt, dass unberechtigte Nutzer nicht als Teilnehmer in der geschlosse-nen Gruppe auftreten können. Dazu wird das verloren gegan-gene Gerät im TopSec Administrator in die „Black List“ einge-tragen, die über eine gesicherte Kommunikationsverbindung an die anderen Geräten der geschlossenen Benutzergruppe übertragen wird. Während der Authentisierung prüfen die Geräte, ob ein Partner in der „Black List“ steht und bauen ggf. daraufhin die Verbindung ab.

Sichere Kommunikation – sichere Zukunft

Das TopSec Mobile basiert auf einer leistungsfähigen Hard-ware mit großem Speicher. Die Firmware lässt sich über ein sicheres Verfahren am TopSec Administrator aktualisieren. Damit ist sichergestellt, dass mit dem TopSec Mobile auch künftige Herausforderungen gemeistert werden können. Das TopSec Mobile ist eines der sichersten der heute zur Verfü-gung stehenden Sprachverschlüsselungsgeräte für die Mobil-funkkommunikation. Das attraktive Design, die einfache Bedienbarkeit und die hervorragende Sprachqualität führen dazu, dass das TopSec Mobile gerne für die sichere Sprach-kommunikation eingesetzt wird.

Anton Enterrottacher

BILD 8 Geräte

mit Zertifikaten, die

einem gemeinsamen

geschlossenem Sys-

tem angehören, kön-

nen sich gegenseitig

automatisch authen-

tisieren (vereinfachte

Darstellung).

Kombinierte Schlüsseleinigung und Authentisierung

A B

PAPB

B berechnet

Weder a, b, SA–1 noch SB

–1 wurden übertragen,

außer A und B verfügt niemand über genügend Parameter

zur Berechnung des Sitzungsschlüssels K

δ

B wählt einen Zufallswert b

B berechnet δ := PA mod p

A wählt einen Zufallswert a

A berechnet := PB mod p

A berechnet

K = (δa ) mod p K = ( b ) mod p

Voraussetzung:

gemeinsame Primzahl p,

gemeinsame natürliche Zahl g < p,

öffentliche Schüssel PA, PB sind Teil des Zertifikats,

zugehörige geheime Schlüssel

SA–1, SB

–1 sind ausschließlich in den

Geräten A bzw. B verfügbar

PA, SA–1 PB, SB

–1

a b

SB–1SA

–1

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der Clou am ddf®255: Er ist ein präziser funkpeiler nach dem Prinzip des korre-

lativen Interferometers, der auch über umfangreiche leistungsfähige Mess- und

Analysefunktionen verfügt. das patentierte Peilverfahren bietet dank spezieller

digitaler funkpeiler ddf®255 mit Mess- und Analysefunktionen

fUNKÜBErWACHUNG / -OrTUNG | Peiler

BILD 1 Der Digitale Funkpeiler R&S®DDF255 bietet eine für

Rohde&Schwarz patentierte präzise Peilmethode zu einem

herausragenden Preis/Leistungs-Verhältnis.

Großbasis-Peilantennen eine hohe Peilgenauigkeit und überragende Immunität

gegen reflexionen. dank seiner Kompaktheit und der optionalen Gleichspan-

nungsversorgung ist er auch hervorragend mobil einsetzbar.

digitaler funkpeiler ddf®255 mit Mess- und Analysefunktionen

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Präzise Funkpeilung sowie umfangreiche Mess- und Analysefunktionen

Der Digitale Funkpeiler R&S®DDF255 (BILD 1) verbindet die Eigenschaften des neuen und überaus leistungsfähigen Breit-bandempfängers R&S®ESMD* mit einem Peiler nach dem Prinzip des korrelativen Interferometers. Diese Kombination ergibt einen präzisen Funkpeiler für die Breitbandpeilung mit umfangreichen Mess- und Analysefunktionen. Durch sein kompaktes Gehäuse und die optionale Gleichspannungsver-sorgung ist er auch bestens für den mobilen Einsatz geeignet. Der R&S®DDF255 wird die bewährten Peiler R&S®DDF190 / 195 ablösen.

Das patentierte Peilverfahren, das Großbasis-Peilantennen mit überdurchschnittlich vielen Antennenelementen verwen-det, bietet hohe Peilgenauigkeit und überragende Immu-nität gegen Reflexionen bei gleichzeitig sehr gutem Preis/Leistungs-Verhältnis.

Der R&S®DDF255 basiert auf dem gleichen Konzept wie die erfolgreiche Peilerfamilie R&S®DDF190 / 195. Sowohl der R&S®DDF190 als auch der später erweiterte R&S®DDF195 erfreuen sich einer hohen Marktakzeptanz und sind weltweit bei 23 Regulierungsbehörden im Einsatz.

Dank der zahlreichen Funktionen des digitalen Breitband-empfängers R&S®ESMD bietet der R&S®DDF255 schon in der Grundausstattung mehr als ein normaler Funkpeiler. Aus-gestattet mit entsprechenden Optionen, wird aus dem Pei-ler eine integrierte Komplettlösung zur Funküberwachung und -ortung. Gesteuert über einen PC / Laptop bietet der kompakte Peiler u.a. folgende Möglichkeiten:

Außerordentlich schnelle Überwachung des Spektrums mit JScangeschwindigkeiten bis 100 GHz/s im Frequenzbereich 20 MHz bis 3,6 GHz (optional 9 kHz bis 26,5 GHz)Breitbandpeilung mit einer Echtzeitbandbreite bis 20 MHz Jund wählbarer KanalauflösungDarstellung und Demodulation von Signalen mit sehr hohen JBandbreiten bis 20 MHzPräzise Peilungen nach ITU-Empfehlungen im Frequenz- Jbereich 20 MHz bis 3 GHz mit Kartendarstellung (optional 300 kHz bis 6 GHz)Signalanalyse einschließlich Klassifizierung, Demodula- Jtion und Decodierung wichtiger Übertragungsverfahren (optional)Messung technischer Parameter nach den Empfehlungen Jder ITU (optional)

Zur genaueren Untersuchung des Signalspektrums und der Signalumgebung ist der R&S®DDF255 mit einem ZF-Pano-rama ausgestattet. Die aktuelle Empfangsfrequenz bildet dabei die Mitte der Spektrumdarstellung. Die Darstellbreite ist einstellbar zwischen 1 kHz und 20 MHz und kann somit opti-mal an die jeweilige Aufgabe angepasst werden. MINHOLD-, MAXHOLD- und Average-Darstellungen erweitern die Ein-satzmöglichkeiten zusätzlich. Der R&S®DDF255 kann in allen Funktionen über eine 1-Gigabit-LAN-Schnittstelle ferngesteu-ert werden, über die auch die Datenausgabe erfolgt.

Leistung und Messmethodik nach den Empfehlungen der ITU

Der R&S®DDF255 erfüllt die Empfehlungen der ITU für Über-wachungspeiler und -empfänger – und übertrifft sie in vielen Punkten sogar deutlich. Beispielsweise bietet der Empfänger im R&S®DDF255 eine deutlich höhere Großsignalfestigkeit (höhere Intercept-Punkte, geringeres Phasenrauschen) als die empfohlene Mindestanforderung der ITU.

Optional kann der Funkpeiler mit umfangreichen Messverfah-ren ausgestattet werden, z.B. mit:

Frequenz und Frequenzoffset gemäß ITU-R SM.377 JFeldstärke gemäß ITU-R SM.378 JModulation gemäß ITU-R SM.328 JSpektrumsbelegung gemäß ITU-R SM.182 / SM.328 (auf Jdem Steuerrechner) Bandbreite gemäß ITU-R SM.443 JErkennung von Mono- und Stereoübertragungen bei JFM-Rundfunksendern

Breitbandpeilung mit Echtzeitbandbreite bis 20 MHz

Dank seiner schneller Signalverarbeitung ist der R&S®DDF255 in der Lage, sämtliche Signale in einem bis zu 20 MHz breiten Frequenzbereich mit wählbarer Auflösung zu peilen. Für jedes Signal oberhalb der Pegelschwelle wird gleichzeitig der Peil-wert berechnet und angezeigt. Breitbandpeilung bietet ver-schiedene Anwendungsmöglichkeiten und Vorteile, wie die folgenden Beispiele zeigen:

Sämtliche Frequenzkanäle im Flugfunk oder im maritimen JFrequenzband können gleichzeitig angezeigt und gepeilt werden.Alle Frequenzkanäle im FM-Rundfunk können gleichzeitig Jangezeigt und gepeilt werden.Signale mit hoher Bandbreite wie z.B. DAB- und DVB-T-Sig- Jnale werden auf Wunsch mit hoher Kanalauflösung gepeilt. Das Peilergebnis ist dann ein Mittelwert (Histogramm) aus vielen Einzelpeilwerten. Dies gleicht eine frequenzabhän-gige Peilwertschwankung aus.

LiteraturBreitbandüberwachungsempfänger R&S®ESMD – Der Spezialist für die Funkerfas-* sung: vielseitig, schnell und präzise. Neues von Rohde&Schwarz (2008) Nr. 195, S. 62–67.


Funkpeilung bis 6 GHz

Zusammen mit der neuen Option R&S®DDF255-SHF und der Peilantenne R&S®ADD075 liefert der Peiler bis 6 GHz präzise Peilergebnisse. Damit können erstmals Sender oberhalb von 3 GHz gepeilt werden, beispielsweise Sender für WLAN oder WiMAX sowie Radar- und Richtfunkanlagen.

Um die genannten Sender zu lokalisieren, mussten bis-her drehbare Richtantennen mit entsprechenden Nachtei-len bezüglich Handhabbarkeit und Messgeschwindigkeit ein-gesetzt werden. Der R&S®DDF255 zeigt den Peilwert sofort an und vereinfacht beispielsweise auch die Peilung während der Fahrt erheblich. Auch im SHF-Bereich erreicht er die hohe Peilgenauigkeit und Immunität gegen Reflexionen wie im VHF-UHF-Bereich.

Sichere und schnelle Ortung dank hoher Peilgenauigkeit

Der R&S®DDF255 arbeitet im VHF-UHF-Bereich nach dem Peilverfahren „korrelatives Interferometer“ (siehe Kasten Seite 68). Im Gegensatz zu einfachen Amplituden-Vergleichs-verfahren bietet er deshalb eine erheblich höhere Peilge-nauigkeit der höchsten Genauigkeitsklasse A nach ITU-Empfehlungen.

Voraussetzung für diese hohe Peilgenauigkeit ist die präzise Messung der Phasenwinkel zwischen dem Referenz-Anten-nenelement und den übrigen Elementen. Normalerweise wer-den zur Messung der Phasendifferenz zwischen zwei Signalen zwei kohärente Empfangszüge benötigt. Aus diesem Grund kommen in den meisten Interferometer-Peilern auf dem Markt mindestens zwei Empfänger zum Einsatz. Beim R&S®DDF255 wird die kohärente Verknüpfung der beiden Empfangs-züge nach einem patentierten Verfahren in der Peilantenne vorgenommen.

BILD 2 Die Peilantenne R&S®ADD295, installiert auf dem Dach eines geländegängigen Fahrzeugs.

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Technischer Hintergrund

Verlässliche Peilungen auch bei ReflexionenIm praktischen Einsatz treffen aufgrund von Mehrwegeaus-breitung besonders in städtischer Umgebung häufig auch Reflexionen auf die Peilantenne. Der R&S®DDF255 bietet prin-zipbedingt eine höhere Immunität gegen solche Reflexionen als die meisten anderen Produkte auf dem Markt (BILD 3). Verantwortlich dafür sind die Peilantennen mit überdurch-schnittlich vielen Antennenelementen. Im VHF-UHF-SHF-Be-reich kommen beim R&S®DDF255 acht bzw. neun Elemente zum Einsatz, die marktübliche Anzahl liegt bei fünf Elementen.

Der Abstand zwischen zwei benachbarten Antennenelemen-ten einer Peilantenne ist begrenzt durch die Forderung, dass für alle Welleneinfallsrichtungen mindestens ein Element-paar einen Abstand kleiner als die halbe Wellenlänge bei der höchsten Betriebsfrequenz aufweist. Aus diesem Grund lässt sich die Apertur einer Peilantenne (Durchmesser/Wel-lenlänge) nur dann wesentlich vergrößern, wenn auch die Anzahl der Antennenelemente erhöht wird. Die Apertur der Peilantenne bestimmt die Leistungsfähigkeit eines Peilers maßgeblich. Wie auch im ITU Spectrum Monitoring Hand-book 2002 beschrieben, sind Peilgenauigkeit, -empfindlichkeit und Immunität gegen Reflexionen um so höher, je größer die Apertur der Peilantenne ist.

Diese Verbesserung zeigt sich aber erst im echten Arbeits-einsatz, wo es Reflexionen und schwache Signale gibt. In den Spezifikationen fällt dieser Vorteil nicht auf, da sich die in Datenblättern angegebene Instrumenten- und Systemgenau-igkeit zwecks Vergleichbarkeit auf ideale reflexionsfreie Peil-antennen-Umgebungen und starke Signale bezieht.

Prinzipiell können Reflexionen die Peilgenauigkeit beein-trächtigen. Abhängig vom Konzept gehen verschiedene Peilantennen unterschiedlich gut mit Reflexionen um. Der R&S®DDF255 wurde so ausgelegt, dass er selbst bei einem 50-prozentigen Anteil an Reflexionen noch genaue Peilungen erlaubt. Diese hohe Reflexionsfestigkeit ist ein Vorteil der gro-ßen Anzahl an Antennenelementen. Werden beispielsweise

nur fünf Antennenelemente verwendet, so ist bei 50-prozen-tigem Anteil an Reflexionen mit Peilfehlern in der Größenord-nung von 100° zu rechnen.

Einkanal-Interferometer PeilverfahrenDas Peilverfahren des korrelativen Interferometers basiert auf der Messung von Phasendifferenzen zwischen mehre-ren Antennenelementen einer Peilantenne. Um den Phasen-winkel φ zwischen den beiden Signalen zweier Antennenele-mente mit nur einem Empfänger messen zu können, kommt ein für Rohde&Schwarz patentiertes Verfahren zum Einsatz (BILD 4). Bei diesem Verfahren wird die Phase von einem der beiden Signale im Quadratur-Multiplexer in vier Schritten um 0° / 90° / 180° / 270° verschoben und zum zweiten addiert. Nach jedem Schritt misst der Empfänger die Amplitude des Gesamtsignals. Setzt man diese vier Amplitudenwerte A1 bis A4 in die Formel in BILD 4 ein, ergibt sich der Phasenwinkel zwischen den beiden Signalen. Diese Messung wird für jedes Antennenelement durchgeführt

BILD 3 Peilfehler von Peilantennen mit fünf und neun Antennenelemen-

ten als Funktion des Antennnendurchmessers (ausgedrückt als Wellen-

länge) im Zweiwellenfeld.

BILD 4 Um beim Einkanal-Interferometer-Peil-

verfahren den Phasenwinkel φ zwischen den

beiden Signalen zweier Antennenelemente

mit nur einem Empfänger messen zu können,

kommt ein für Rohde&Schwarz patentiertes

Verfahren zum Einsatz.

Peilfehler

Peilf

ehle

r in

Grad

20

18

16

14

12

10

8

6

4

2

Durchmesser in

0,5 1 1,5 2 2,5 3 3,5 4 4,5 5

Antennenkreismit 5 ElementenAntennenkreis mit 9 Elementen

Einkanal-Interferometer-Peilverfahren

A/D + DSPEmpfänger+

0°

90°

180°

270°

Element 2Element 1

φ = – arctan ( )|A2|2 – |A4|2

–––––––––––––

|A1|2 – |A3|2


Umfangreiches Peilantennen-Programm

Rohde&Schwarz bietet für den R&S®DDF255 Peilantennen für vielfältige Anwendungsbereiche an. Besonders hervorzuhe-ben sind hier die folgenden Antennen.

Für die mobile Peilung: R&S®ADD295(erhältlich ab 1. Quartal 2009)Die R&S®ADD295 ist eine für den mobilen Einsatz optimierte VHF-UHF-Peilantenne. Sie deckt den gesamten Frequenzbe-reich 20 MHz bis 3000 MHz in einem kompakten Gehäuse ab. Möglich wird dies durch den Einsatz zweier ineinander ange-ordneter Antennenkreise.

Bisher mussten zur Abdeckung des gesamten VHF-UHF-Be-reichs zwei Peilantennen eingesetzt werden. Besonders bei der Montage auf dem Fahrzeugdach kam es so zu zusätzli-chen Reflexionen. Mit der neuen R&S®ADD295 wird nicht nur dieses Problem gelöst, sondern auch der benötigte Platz auf dem Fahrzeugdach halbiert. Die Antenne kann mit Hilfe des Adapters R&S®AP502Z1 direkt auf einem Fahrzeugdach mon-tiert werden (BILD 2). Zur Montage auf einem Mast wird der Mastadapter R&S®ADD150A empfohlen.

Für alle Polarisationsarten: R&S®ADD197Rohde&Schwarz hat als erster Hersteller auf dem Weltmarkt eine Peilantenne entwickelt, die sowohl vertikal als auch hori-zontal polarisierte Antennenelemente bei kompakten Abmes-sungen enthält (im BILD 6 mit Blitzschutz). In den freien Platz zwischen den neun vertikal polarisierten Dipol-Antennenele-menten wurden weitere neun horizontal polarisierte Elemente eingefügt.

Die R&S®ADD197 ist für den stationären und den mobilen Einsatz geeignet und deckt den Frequenzbereich 20 MHz bis 1300 MHz ab (horizontal: 40 MHz bis 1300 MHz). Die R&S®ADD197 kann mit Hilfe des Adapters R&S®AP502Z1 direkt auf einem Fahrzeugdach montiert werden. Zur Mon-tage auf einem Mast empfiehlt sich der Mastadapter R&S®ADD150A.

Für den SHF-Bereich: R&S®ADD075(erhältlich ab 4. Quartal 2008)Mit der R&S®ADD075 bietet Rohde&Schwarz erstmals eine Peilantenne für den SHF-Bereich an. Mit ihren zwei überein-ander angeordneten Antennenkreisen deckt die Antenne den Frequenzbereich 1300 MHz bis 6000 MHz ab. Für mobilen Einsatz kann sie flach auf ein Autodach montiert werden. Für stationäre Anwendungen kann die Peilantenne R&S®ADD196 darüber montiert werden, wodurch ein Peilantennensystem für den Frequenzbereich 20 MHz bis 6000 MHz entsteht.

Für den HF-Bereich gibt es die R&S®ADD119 (BILD 5), eine kompakte Peilantenne, die nach dem Peilverfah-ren Watson-Watt arbeitet. Sie kann mit Hilfe des Adapters R&S®AP502Z1 auf einem Fahrzeugdach oder für Messungen auf einem Dreibein R&S®ADD1XTP montiert werden. Dank ihrer kompakten Abmessungen ist sogar die Tarnung unter einem Kunststoff-Hochdach möglich.

Für den stationären und den semi-mobilen Betrieb im VHF-UHF-Bereich gibt es die beiden Peilantennen R&S®ADD196 und R&S®ADD071. Sie lassen sich mittels der Adapter R&S®ADD071Z übereinander auf einem Mast montieren.

BILD 5 ¸ADD119 für den

HF- Bereich, montiert auf dem Drei-

bein R&S®ADD1XTB.

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Anwendungsbeispiel: Mobile Funküberwachung und -ortung

Der R&S®DDF255 ist zur Integration in Fahrzeuge optimal vorbereitet:

Hohe Integrationsdichte: J Sein Gehäuse ist mit nur vier Höheneinheiten bei 19" Breite sehr kompakt.Flexible Spannungsversorgung: J Optional kann der R&S®DDF255 mit einem Netzteil für Gleichspannungsver-sorgung ausgerüstet werden.Frontplattenbedienung: J Wahlweise ist der R&S®DDF255 auch ohne Steuerrechner über die Frontplatte zu bedienen.Mehrere Antenneneingänge: J Am R&S®DDF255 können mehrere Peilantennen und / oder Monitoring-Antennen angeschlossen werden.

Anwendungsbeispiel: Stationäre Funküberwachung und -ortung bis 6 GHz

Zusammen mit den Peilantennen R&S®ADD197 und R&S®ADD075 bildet der R&S®DDF255 ein sehr leistungsfä-higes stationäres System zur Funküberwachung und -ortung bis 6 GHz. Die Empfehlungen der ITU werden erfüllt, in vielen Punkten sogar weit übertroffen.

Mit der Peilantenne R&S®ADD197 für den VHF-UHF-Be-reich lassen sich jetzt auch alle horizontal polarisierten Sen-der genau peilen. Damit können beispielsweise alle Fernseh- und Hörfunksender genau gepeilt und als Referenzsender zur Funktionsprüfung und zum Einnorden genutzt werden. Auch defekte Sende- und Empfangsanlagen mit horizontal polari-sierten Antennen peilt die R&S®ADD197 präzise.

Am R&S®DDF255 sind zusätzliche Monitoring-Antennen direkt anschließbar. So werden die Empfehlungen der ITU ohne externe Antennenschalter erfüllt. Zusammen mit der Option R&S®DDF255-ITU entsteht auf diese Weise ein Sys-tem zur Funküberwachung und -ortung, mit dem belastbare Messergebnisse nach den Empfehlungen der ITU gewonnen werden können.

Blitzschutz

Zum Schutz der Peilantennen vor Blitzschlag an besonders gefährdeten Orten hat Rohde&Schwarz den erweiterten Blitz-schutz R&S®ADD-LP entwickelt (BILD 6). Er wird bei Auf-bauhöhen von mehr als 30 m über Grund empfohlen (Maste > 30 m, hohe Gebäude, Berggipfel etc.). Dieses Blitzfangkreuz verhindert in den allermeisten Fällen einen seitlichen Ein-schlag, da es über die Peilantenne hinausragt.

Fazit

Der R&S®DDF255 kombiniert in einem kompakten Gerät prä-zise Funkpeilung mit der Leistungsfähigkeit des Breitband-empfängers R&S®ESMD. Damit setzt er Maßstäbe sowohl hinsichtlich seines Funktionsumfangs als auch in Bezug auf die Qualität der Messergebnisse. Für die Praxis bedeutende Eigenschaften wie Peilgenauigkeit, Großsignalfestigkeit und Immunität gegen Reflexionen sind überdurchschnittlich.

Für den neuen Peiler steht ein umfangreiches Peilantennen-programm zur Verfügung. Es umfasst Peilantennen für alle Polarisationen und alle wichtigen Frequenzbereiche sowie für stationären und mobilen Betrieb. Dank optionaler Gleichspan-nungsversorgung und Bedienbarkeit über die Frontplatte ist er auch hervorragend für den mobilen Einsatz geeignet.

Philipp Strobel

BILD 6 Erweiterter Blitzschutz

R&S®ADD-LP (montiert auf

R&S®ADD197).


rohde&Schwarz China für technische Trainings ausge-zeichnet

Die Foxconn Technology Group hat die Rohde&Schwarz Niederlassung China mit dem Excellent Lecturer Award ausgezeichnet. Der Preis wird für hervorragende Qualität bei technischen Trainings vergeben. Insgesamt wurden die Schulungen von 1300 Zulieferern mittels Befragung bewertet. Die Trainingsleis-tung von Rohde&Schwarz China überzeugte Foxconn. So zählt Rohde&Schwarz nun zu den insgesamt zwölf Preisträgern im Zeit-raum 2007/2008.

TU Hamburg-Harburg siegt beim fallstudienwettbewerb

Mehr als 200 Studierende aus Deutsch-land und zum ersten Mal sechs Teams aus Singapur beteiligten sich am fünften Fallstu-dienwettbewerb von Rohde&Schwarz. Unter dem Motto „Go wireless! Testing for future communications standards“ stellten Ende Juni in München die Finalisten ihr Hochfre-quenz-Wissen unter Beweis. Im Fokus stan-den technische Herausforderungen, die im Rahmen der Entwicklung kommender Mobilfunk-Standards wie UMTS LTE auftau-chen. Es galt unter anderem, sich mit dem Design eines HF-Sendepfades zu beschäfti-gen, einen Vorschlag für ein Synthesizerkon-zept oder die Messunsicherheit eines Leis-tungsverstärkers zu analysieren. Auch an Mehrantennensystemen, wie sie bei WiMAX zum Einsatz kommen, wurde getüftelt. Letzt-lich überzeugte die TU Hamburg-Harburg am meisten und freute sich über 2000 Euro Siegprämie.

fujitsu wählt rohde&Schwarz für WiMAX-SoC-Testlösung aus

Fujitsu Microelectronics hat in Zusam-menarbeit mit Rohde&Schwarz eine Test-lösung für das von Fujitsu entwickelte Mobile WiMAX System-on-Chip (SoC) MB86K21 erarbeitet. Die Lösung basiert auf dem WiMAX Communication Tester R&S®CMW270 von Rohde&Schwarz. Dieser wird sowohl für das Kalibieren als auch für das Verifizieren von WiMAX-Endgeräten ein-gesetzt, die auf dem MB86K21-Chip basie-ren. Hersteller können diese Produkte mit dem R&S®CMW270 zuverlässig und effizient prüfen. So lassen sich Sender- und Empfän-gerparameter wie Frequenzgang und Lineari-tät automatisch abgleichen. Außerdem veri-fiziert der Basisstationsemulator die kor-rekte Funktion in einem realen WiMAX-Netz-werk. Überzeugt war Fujitsu von der Mess-geschwindigkeit des R&S®CMW270, die bis zu zehn mal schneller ist als bei konventio-nellen Messgeräten. Damit steht eine kosten-effiziente Testlösung für die MB86K21-Entwi-cklungen der Fujitsu-Kunden zur Verfügung.

Erstes dVB-H-Netz in Asien mit rohde&Schwarz-Sendern gestartet

UMobile, der malaysische Mobile-TV-Anbie-ter, hat seinen Mobile LiveTV™-Service für Kuala Lumpur und Umgebung gestartet. Der Provider hatte dazu Sender aller Leistungs-klassen bei Rohde&Schwarz Malaysia Sdn. Bhd. geordert. Die Niederlassung hat zudem das Sendenetz in einer Rekordzeit von nur zwei Monaten aufgebaut. Die Sender sowie deren Peripherie, HF-Zuleitungen und Anten-nensysteme wurden an insgesamt 20 Stand-orten installiert.

Moskauer Universität mit Hf-Labor von rohde&Schwarz ausgestattet

Im Mai wurde offiziell das “Scientific Edu-cational Center of the Moscow State Uni-versity (MSU)“ im Fachbereich Physik eröff-net. Das Labor ist unter anderem mit Spekt-rum- und Netzwerkanalysatoren sowie Gene-ratoren von Rohde&Schwarz ausgestattet. Insgesamt werden derzeit fünf Trainingspro-gramme angeboten. Mehr als 20 Studenten haben diese bisher absolviert.

Kommunikation und Informa-tionssicherheit im Spannungs-verhältnis

Wissenschaft lebt vom offenen Dialog. Im Hochtechnologiesektor ist Wissen das größte Kapital. Wird es aber ausreichend geschützt oder gehen wir in Deutschland mit unserer Kommunikation zu sorglos um? Zu diesem Thema fand im Juli eine Podiumsdis-kussion in Berlin-Adlershof statt, zu der die Rohde&Schwarz SIT GmbH als Mitveranstal-ter einlud.

Das Risikopotenzial gegenüber Industrie-spionage zu erkennen und das Sicherheits-bewusstsein zu schärfen, war Ziel der Ver-anstaltung. Dazu diskutierten zunächst auf dem Podium, später mit dem Plenum: Dr. Udo Helmbrecht, der Präsident des Bundes-amts für Sicherheit in der Informationstech-nik (BSI), Dr. Stefan Harant, Vorstand des Berliner Wirtschaftsgespräche e.V., Prof. Dr. Peter Pepper vom Fraunhofer-Institut FIRST, Prof. Dr. Jürg Kramer vom Institut für Mathe-matik der Humboldt-Universität Berlin und Henning Krieghoff, Geschäftsführer der Rohde&Schwarz SIT GmbH.

Sie zeigten den etwa 70 Gästen die Gefah-ren, aber auch Lösungen zum Thema Infor-mationssicherheit auf. Neben einem ausrei-chenden technologischen IT-Grundschutz seien auch Verhaltensrichtlinien für die Mit-arbeiter vonnöten, so die Meinung auf dem Podium. Prof. Pepper brachte die Überlegun-gen auf den Punkt: „Man kann dafür sorgen, dass das Knacken einer geschützten Infor-mation teurer wird als der Gewinn, den ihre Kenntnis einbringt.“

Fallstudienwettbewerb wird international: Zum

ersten Mal sind Teilnehmer aus Singapur dabei.

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